Dipl.-Ing. Dirk Rittershaus, Dr.-Ing. Vilia Elena Spiegel-Ciobanu
Bei den Schutzgasschweißverfahren sind die elektrischen Gefahren ähnlich hoch wie beim Lichtbogenhandschweißen (vgl. Abschn. 3.2.1).
Das trifft auch auf die Gefahren durch Lichtbogenstrahlung zu (vgl. Abschn. 3.2.2). Die Strahlungsintensität nimmt mit steigender Stromstärke und Stromdichte zu. Besonders zu beachten sind mögliche Reflexionen an Edelstahl- oder auch durch Aluminiumoberflächen.
Die Schweißrauchentwicklung ist beim Metall-Aktivgasschweißen in der Größenordnung wie beim Lichtbogenhandschweißen (vgl. Abschn. 3.2.3). Beide Verfahren zählen zu den schadstoffreichen Verfahren.
Im Gegensatz dazu ist bei den Verfahren mit Inertgas (MIG, WIG) eine zum Teil deutlich niedrigere Rauchentwicklung festzustellen. Das WIG-Verfahren ist als schadstoffarmes Verfahren bekannt, insbesondere wenn auch thoriumoxidfreie Wolfram-Elektroden zum Einsatz kommen.
Abhängig von den eingesetzten Schweißzusatzwerkstoffen (Draht oder Fülldraht) und Schutzgasen entstehen Gase und Schweißrauche unterschiedlicher Zusammensetzung, die die Leitkomponenten bestimmen.
So z. B. beim Metall-Aktivgasschweißen mit unlegiertem und niedriglegiertem Schweißzusatzwerkstoff und CO2 als Schutzgas muss neben der starken Schweißrauchbildung Kohlenmonoxid als Leitkomponente berücksichtigt werden.
Die Bearbeitung von hoch legierten Stählen mit MAG-Verfahren führt zur Bildung von Chrom(III)-Verbindungen (etwa 90 % des Gesamtchroms im Schweißrauch) und Nickeloxid. Chrom(VI)-Verbindungen entstehen in geringen Mengen.
Lüftungstechnische Maßnahmen erforderlich
Auch bei diesen Verfahren können ohne lüftungstechnische Maßnahmen Chrom (VI)- und Nickeloxid-Konzentrationen auftreten, die nicht zu vernachlässigen sind. Die früheren "TRK-Werte" für Chrom (VI)-Verbindungen und Nickeloxid werden dabei überschritten.
Beim Metall-Inertgasschweißen (MIG) von Aluminium-Werkstoffen muss zusätzlich zum Schweißrauch (in der Form von Aluminiumoxid) die Ozon-Bildung (durch die UV-Strahlung und die stark reflektierenden Werkstoffe) berücksichtigt werden. Die Rauchentwicklung ist dagegen in den meisten Fällen kleiner als beim MAG-Schweißen.
Bei Aluminium-Silicium-Legierungen sind die Ozon-Konzentrationen höher als bei Reinaluminium und wesentlich höher als bei Aluminium-Magnesium-Werkstoffen. Trotzdem sind bei allen diesen Werkstoffen Ozon und Schweißrauch die Leitkomponenten.
Beim MIG-Schweißen von Nickel und Nickelbasislegierungen ist das Nickeloxid die entscheidende Leitkomponente im Schweißrauch.
Aufgrund der hohen Nickel-Anteile in den Schweißzusätzen kann der Nickeloxidgehalt im Schweißrauch Werte zwischen 30 bis 87 % annehmen.
Generell sind bei Nickelbasislegierungen, die auch Kupfer enthalten (z. B. Nicorros), höhere Schweißrauch-Emissionsraten zu erwarten als bei Nickelbasislegierungen mit anderen Legierungselementen. Deshalb ist hier Kupferoxid anstelle von Nickeloxid die Leitkomponente.
Es sind auch hier Schutzmaßnahmen wie bei allen anderen krebserzeugenden Stoffen vorzusehen. Kontrollen der Ozonkonzentration sind hier auch sinnvoll.
Beim MIG/MAG-Schweißen mit Fülldrahtelektroden entwickeln sich größere Schweißrauchmengen als mit Massivdrahtelektroden.
Beim Schweißen mit Fülldrähten können – abhängig von der Art des Schweißzusatzes – die in Tab. 2 aufgeführten Leitkomponenten im Schweißrauch auftreten.
| Schweißzusatz |
Leitkomponente |
| un-/niedriglegierter basischer Fülldraht (unter Schutzgas) |
Manganoxid |
| hochlegierter Fülldraht |
Chrom(VI)-Verbindungen |
| un-/niedriglegierter selbstschützender Fülldraht |
Manganoxid oder Barium-Verbindungen (je nach Fülldraht) |
Tab. 2: Leitkomponenten im Schweißrauch von Fülldrähten
Die Verwendung von selbstschützenden Fülldrahtelektroden führt zu erheblich höheren Schweißrauchemissionen als die von Fülldrahtelektroden unter Schutzgas.
Beim Wolfram-Inertgasschweißen (WIG-Schweißen) wird durch die niedrigere Rauchentwicklung die Ozon-Bildung unterstützt. Auch hier sind die Ozon-Werte bei Reinaluminium und bei Aluminium-Silicium-Legierungen höher als bei Aluminium-Magnesium-Werkstoffen. Die Ozonkonzentrationen liegen aber immer unter dem Grenzwert von 0,1 ppm.
Thorium
Thorium ist ein radioaktives Schwermetall. Bei Anwendung thoriumoxidhaltiger Wolframelektroden beim WIG-Schweißen, insbesondere bei Aluminium-Werkstoffen (Wechselstromschweißung), ist mit einer Strahlenbelastung durch die Inhalation von Rauchen zu rechnen, die Thoriumdioxid beinhalten. Besondere Gefährdungen gehen vom Schleifstaub beim Anschleifen thoriumoxidhaltiger WIG-Elektroden aus.
Hier sind die Grenzwerte für beruflich nicht strahlenexponierte Personen i. d. R. überschritten. Deshalb müssen am Arbeitsplatz gezielte Schutzmaßnahmen vorgesehen werden – z. B. Verwendung thoriumoxidfreier Wolframelektroden.