Gefährdungsbeurteilung bei Schweißtätigkeiten / 5 Vorgehensweise

Aufgrund der in der Schweißtechnik vorliegenden Untersuchungsergebnisse zur Schadstoffentstehung (chemische Zusammensetzung, Partikelmorphologie, Emissionsraten usw.) und zu Wirkungen dieser Schadstoffe auf den menschlichen Körper werden folgende Faktoren unterschieden:

• verfahrensspezifische Faktoren,
• wirkungsspezifische Faktoren,
• arbeitsplatzspezifische Faktoren.

5.1 Verfahrensspezifische Faktoren

Auf der Grundlage von Emissionsraten (mg/s) von Partikeln können Schweißverfahren in 4 Kategorien (Emissionsklassen) unterteilt werden:

• Emissionsklasse 1: Verfahren mit niedrigen Emissionsraten (< 1 mg/s), z. B. WIG-Schweißen
• Emissionsklasse 2: Verfahren mit mittleren Emissionsraten (1 bis 2 mg/s), z. B. Laserstrahlschweißen ohne Zusatzwerkstoff
• Emissionsklasse 3: Verfahren mit hohen Emissionsraten (2 bis 25 mg/s), z. B. Lichtbogenhandschweißen, MAG-Schweißen mit Massivdraht
• Emissionsklasse 4: Verfahren mit sehr hohen Emissionsraten (> 25 mg/s), z. B. MAG-Schweißen mit Fülldraht, Schweißen mit selbstschützendem Fülldraht

Typische Emissionsraten von schweißtechnischen Verfahren sind in Tab. 4 zusammengestellt.

Informationen zu Emissionsraten können der Publikation "Matrix zur Beurteilung der Schadstoffbelastung durch Schweißrauche"^[1] und auch dem Schweißrauchdatenblatt nach DIN EN ISO 15011-4 entnommen werden. Je höher die Emissionsgruppe, desto höher sind die Anforderungen an die Expositionsminderung am Arbeitsplatz.

Verfahren (beispielhafte Aufzählung)	Emissionsrate (mg/s)[2]	Emissionsgruppe
UP[3]	< 1	niedrig
Gasschweißen (Autogenverfahren)	< 1	niedrig
WIG[4]	< 1	niedrig
Laserstrahlschweißen ohne Zusatzwerkstoff	1 bis 2	mittel
MIG/MAG (energiearmes Schutzgasschweißen)	1 bis 4	mittel bis hoch
Laserstrahlschweißen mit Zusatzwerkstoff	2 bis 5	hoch
MIG (Massivdraht, Nickel, Nickelbasislegierungen)	2 bis 6	hoch
MIG Aluminiumwerkstoffe)	0,8 bis 29	niedrig bis sehr hoch
MAG (Massivdraht)	2 bis 12	hoch
LBH	2 bis 22	hoch
MAG (Fülldraht-Schweißen mit Schutzgas)	6 bis > 25	hoch bis sehr hoch
MAG (Fülldraht-Schweißen ohne Schutzgas)	> 25	sehr hoch
Weichlöten	< 1	niedrig
Hartlöten	1 bis 4	mittel bis hoch
MIG-Löten	1 bis 9	mittel bis hoch
Autogenes Brennschneiden	> 25	sehr hoch
Laserstrahlschneiden	9 bis 25	hoch bis sehr hoch
Plasmaschneiden	> 25	sehr hoch
Lichtbogenspritzen	> 25	sehr hoch
Flammspritzen	> 25	sehr hoch

Tab. 4: Beurteilung der Verfahren anhand von Emissionsraten; Zuordnung zu Emissionsgruppen^[5]

Verfahrensspezifisch werden neben Schweißrauchen (Partikel) auch gasförmige Schadstoffe freigesetzt, die in der Gefährdungsbeurteilung zu berücksichtigen sind:

• Ozon: entsteht aus dem Luftsauerstoff durch das Einwirken von UV-Strahlung aus dem Lichtbogen, beim MIG-Schweißen von Aluminiumwerkstoffen, entsteht also nicht nur unmittelbar an der Bearbeitungsstelle.
• Kohlenmonoxid: entsteht beim MAGC-Schweißen von un- und niedriglegiertem Stahl aus dem CO2 im verwendeten Schutzgas.
• Nitrose Gase (Stickstoffoxide): (NO, NO2) entstehen bei Autogenverfahren, Lichtbogen-, Plasma- und Laserstrahlverfahren aus der Umgebungsluft bei hohen Temperaturen
• Aldehyde: beim Weichlöten aus Flussmitteln
• Chlorwasserstoff: beim Hartlöten aus dem Flussmittel
• Pyrolyseprodukte: z. B. beim Punktschweißkleben aus dem Kleber

Bei mittleren, hohen und sehr hohen Emissionsraten (Emissionsklassen 2 bis 4) treten im Atembereich des Schweißers – ohne lüftungstechnische Maßnahmen – Schadstoffkonzentrationen auf, die mehrfach die Grenzwerte überschreiten.

Bei niedrigen Emissionsraten (Emissionsklasse 1) liegen die Schadstoffkonzentrationen im Atembereich des Schweißers erfahrungsgemäß im Grenzwertbereich oder knapp darunter.

[1] Spiegel-Ciobanu: Matrix zur Beurteilung der Schadstoffbelastung durch Schweißrauche, Aachener Berichte Fügetechnik Bd. 3/2009, Shaker Aachen.

[2] Erfahrungswerte, die im Einzelfall durch Optimierung der Prozessparameter noch reduziert werden können.

[3] Automatisiertes Verfahren.

[4] Nach Expositionsbeschreibung in DGUV-I 213-712.

[5] Auszug aus TRGS 528.

5.2 Wirkungsspezifische Faktoren

Die Schweißrauche können hinsichtlich der spezifischen Wirkung ihrer Inhaltsstoffe (Einzelkomponenten) auf den menschlichen Körper in 3 Klassen (Wirkungsklassen) eingeteilt werden:

1. Schweißrauch-Wirkungsklasse A:

   Schweißrauche ohne toxische Stoffe, atemwegs- und lungenbelastend;

   Stoffe mit AGW = 1,25 mg/m³ (A), z. B. Magnesiumoxid

2. Schweißrauch-Wirkungsklasse B:

   Schweißrauche mit toxischen oder toxisch-irritativen Stoffen,

   Stoffe mit AGW < 1,25 mg/m³, z. B. Manganoxid

   AGW für Mn = 0,2 mg/m³(E)

3. Schweißrauch-Wirkungsklasse C:

   Schweißrauche mit krebserzeugenden Stoffen, Stoffe ohne AGW, mit Exposition-Risiko-Beziehungen, also mit anderen Beurteilungsmaßstäben, z. B. Chrom(VI)-Verbindungen, Nickeloxid.

Schadstoffe	Wirkungen
Gasförmig/Partikelförmig	Atemweg- und lungenbelastend1)	Toxisch2)	Krebserzeugend	Reproduktionstoxisch
Stickstoffmonoxid		X
Stickstoffdioxid		X
Ozon		X	X4)
Kohlenstoffmonoxid		X		X5)
Phosgen		X
Cyanwasserstoff		X
Formaldehyd		X	X3)
Aluminiumoxid	X
Eisenoxide (z. B. Fe3O4)	X
Magnesiumoxid	...