DGUV Information 213-033: Gefahrstoffe in Werkstätten / 2.2 Gefahrstoffe bei schweißtechnischen Arbeiten

Gefährdung

Unter "schweißtechnische Arbeiten" sind unter anderem Schweißen, Flammwärmen, Flammrichten, thermisches Schneiden, thermisches Spritzen und Löten zu verstehen. Bei diesen Arbeitsverfahren entstehen Gefahrstoffe, die partikelförmige Stoffe und/oder gasförmige Stoffe enthalten.

Beim Schweißen treten partikelförmige Stoffgemische – Schweißrauche – auf, deren chemische Zusammensetzung und Konzentration stark vom verwendeten Verfahren und den verwendeten Werkstoffen abhängig ist. Die freigesetzten Partikel können sowohl alveolengängig sein (A-Staub) als auch der einatembaren Staubfraktion (E-Staub) angehören, siehe Abb. 20. Des Weiteren können so genannte ultrafeine Partikel entstehen, deren Durchmesser kleiner als 0,1µm sind.

Beim Schweißen entstehen in der Regel über 95 % der partikelförmigen Gefahrstoffe aus dem Zusatzwerkstoff und nur etwa 5% aus dem Grundwerkstoff. Dies sind insbesondere Metalloxide. Während beim Schweißen von Aluminium Aluminiumoxid sowie beim Schweißen von unlegierten Stählen Eisenoxide im Vordergrund stehen, entstehen beim Schweißen von hochlegierten Stählen zusätzlich krebserzeugende Chrom(VI)-Verbindungen und Nickeloxide.

Je nach Schweißverfahren treten folgende gasförmige Gefahrstoffe auf:

• Kohlenmonoxid, das insbesondere beim Schutzgasschweißen mit Argon/Kohlendioxid-Mischgas (MAGC) durch die thermische Zersetzung des Kohlendioxids entsteht. Kohlenmonoxid ist giftig beim Einatmen und fruchtschädigend. In höheren Konzentrationen wird der Sauerstofftransport durch die hohe Affinität des Kohlenmonoxids zu Hämoglobin im Blut gehemmt. Dieses führt zu mangelnder Sauerstoffversorgung im Körper.

• Stickstoffoxide (Nitrose Gase), die sich aus der Oxidation des Luftstickstoffs am Rand der Flamme oder des Lichtbogens bilden, also insbesondere bei autogenen Schweißen, Brennschneiden und Brennfugen, Flammspritzen sowie Plasmaschweißen, Plasmaschneiden, Plasmafugen und Plasmaspritzen.

  Abb. 20 Einteilung partikelförmiger Gefahrstoffe nach Partikelgröße gemäß TRGS 528

  Beim Einatmen können nitrose Gase zu Lungenschädigungen führen. Stickstoffdioxid und Stickstoffmonoxid sind beim Einatmen akut toxisch und wirken ätzend.

• Ozon, das aus dem Sauerstoff der Luft durch UV-Strahlung^[1]bei reflektierenden Oberflächen entsteht, insbesondere beim MIG-Schweißen von Aluminiumwerkstoffen, beim WIG-Schweißen von Aluminiumwerkstoffen und hochlegierten Stählen, beim Plasmaschneiden, Plasmafugen und Laserstrahlschneiden von Aluminiumwerkstoffen. Ozon ist beim Einatmen sehr giftig und wirkt reizend für die Schleimhäute. Darüber hinaus steht Ozon im Verdacht, krebserzeugend zu sein.
• Gasförmige Pyrolyseprodukte, wie z.B. Formaldehyd, Blausäure, Chlorwasserstoff, beim Überschweißen, Brennschneiden und Brennfugen von Werkstücken mit organischen Beschichtungen.

Beim Löten ist die Zusammensetzung der auftretenden Rauche und Gase von den eingesetzten Flussmitteln und Loten abhängig. Der Grundwerkstoff wird nicht aufgeschmolzen und trägt nicht zur Rauchbelastung bei.

Beim Weichlöten treten entsprechend als Rauchkomponenten bei Verwendung von bleifreien Loten im Wesentlichen Zinn und Zinnoxid, bei Verwendung von bleihaltigen Loten entsprechend Zinn, Blei und deren Oxide auf. Als Flussmittel kommen im Wesentlichen natürliche Harze z.B. Kolophonium, organische Säuren z.B. Adipinsäure sowie Chloride wie z.B. Zinkchlorid oder Ammoniumchlorid zum Einsatz. Als gasförmige Gefahrstoffe sind hier in Abhängigkeit vom eingesetzten Flussmittel insbesondere Aldehyde (aus Kolophonium) oder Chlorwasserstoff z.B. aus Ammoniumchlorid zu berücksichtigen. Des Weiteren können aus Flussmitteln in geringen Mengen Lösemittel, z.B. Isopropanol, freigesetzt werden.

Entsprechend der eingesetzten Lote und Flussmittel können beim Hartlöten Rauche und Gase, bestehend aus Kupferoxid, Zinkoxid, Silberoxid, Chloride oder Fluoride sowie geringe Mengen Chlorwasserstoff oder Fluorwasserstoff freigesetzt werden.

Die bei schweißtechnischen Arbeiten entstehenden Rauche und Gase bestehen aus Gefahrstoffen mit sehr unterschiedlichen gesundheitsgefährdenden Wirkungen (siehe Tabelle 7).

Tabelle 7 Beispiele für gesundheitsgefährdende Wirkungen

Gesundheitsgefährdende Wirkungen		Beispiele
1.	Atemweg- und lungenbelastende Stoffe	Eisenoxide, Aluminiumoxid
2.	Toxische oder toxischirritative Stoffe	Fluoride, Manganoxide, Kupferoxid, nitrose Gase, Kohlenmonoxid
3.	Krebserzeugende Stoffe	Chrom(VI)-Verbindungen, Nickeloxide

Nach der TRGS 528 "Schweißtechnische Arbeiten" werden die verschiedenen schweißtechnischen Verfahren in Emissionsgruppen eingeteilt (siehe Tabelle 8). Je höher die Emissionsgruppe, desto höher sind die Anforderungen an die Maßnahmen zur Expositionsminderung am Arbeitsplatz.

Tabelle 8 Beispiele für die Einteilung der verschiedenen schweißtechnischen Verfahren anhand der Partikelemission (Emissionsraten) in Emissionsgruppen.

Verfahren (beispielhafte Aufzählung)	Emissionsrate[2] (mg/s)	Emissionsgruppe
UP-Schweißen	< 1	niedrig
Gasschweißen (Autogenverfahren)	< 1	niedrig