Safety review of aluminium laser welding and instructions for designing a safe workstation in Valmet Automotive

Abstract

The aim of this master’s thesis was to detect what occupational safety risks are associated with laser welding of aluminium and how these risks can be managed. Valmet Automotive as client, is considering implementing laser welding process for aluminium in the future. Consideration of occupational safety and safety of employees is responsibility of the employer. It is appropriate to offer comprehensive information on the factors that affect the safety of laser welding of aluminium at an early stage of design to ensure safe workstation and work process.

The occupational safety challenges of laser welding of aluminium were studied using the methods of an extensive literature review. The literature used was mainly various peer-reviewed scientific articles and research reports, manuals and guides. This research brings together in a single package of relevant information contained in numerous studies.

Laser welding of aluminium involves all the safety risks posed by laser equipment and the laser beam, and in addition, aluminium as a material poses numerous health challenges and safety risks. The health challenges and safety risks caused by aluminium are mainly due to the fine aluminium dust released into the air during welding. To manage health challenges and safety risks, technical solutions and guidelines related to work organization have been presented. This research is intended as appropriate guide for future workstation designers. This allows company to evaluate the safety of aluminium laser welding with sufficient scope and severity and to know the means and solutions to ensure work safety. Although there are several serious safety risks associated with laser welding of aluminium, it can be performed completely safely when the workstation and work process are designed and implemented correctly.

Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää, millaisia työturvallisuusriskejä liittyy alumiinin laserhitsaukseen ja kuinka näitä riskejä voidaan hallita. Työn toimeksiantaja Valmet Automotive harkitsee tulevaisuudessa ottavansa käyttöön alumiinin laserhitsausprosessin. Työturvallisuuden huomiointi ja työntekijöiden turvallisuus on työnantajan vastuulla. Alumiinin laserhitsauksen turvallisuuteen vaikuttavista seikoista on hyvä saada kattavaa tietoa jo suunnittelun alkuvaiheessa, jotta varmistetaan turvallinen työasema ja työprosessi.

Alumiinin laserhitsauksen työturvallisuushaasteisiin perehdyttiin laajan kirjallisuuskatsauksen menetelmien avulla. Käytettävänä kirjallisuusmateriaalina käytettiin pääosin erilaisia vertaisarvioituja aiheeseen liittyviä tieteellisiä artikkeleita ja tutkimusraportteja, käsikirjoja ja oppaita. Tutkimus kokoaa yhteen pakettiin lukuisten tutkimusten sisältämän erillään olleen tiedon.

Alumiinin laserhitsaukseen liittyy kaikki laserlaitteiston ja lasersäteen aiheuttamat turvallisuusriskit, ja lisäksi alumiini materiaalina aiheuttaa lukuisia terveyshaasteita ja turvallisuusriskejä. Alumiinin aiheuttamat terveyshaasteet ja turvallisuusriksit johtuvat pääosin hitsauksen aikana ilmaan vapautuvasta hienojakoisesta alumiinipölystä. Terveyshaasteiden ja turvallisuusriskien hallitsemiseksi on esitelty teknisiä ratkaisuja ja työn organisointiin liittyviä ohjeistuksia. Tämä tutkimus on tarkoitettu soveltuvaksi oppaaksi tuleville työasemien suunnittelijoille. Tämän avulla he osaavat ottaa riittävällä laajuudella ja vakavuudella alumiinin laserhitsauksen turvallisuuden huomioon, ja tietävät keinot ja ratkaisut, joilla turvallinen työ varmistetaan. Vaikka alumiinin laserhitsaukseen liittyy useita vakavia turvallisuusriskejä, sitä voidaan suorittaa täysin turvallisesti, kun työasema ja työprosessi on suunniteltu ja toteutettu oikealla tavalla.