Schweißen

 

 

Die Geschichte des Schweißens

 

Heute ist das Schweißen praktisch nicht mehr wegzudenken, denn von A wie Automobilbau bis Z wie zahnmedizinisches Labor gibt es kaum einen Bereich, in dem nicht auch Schweißverfahren Anwendung finden.

 

Dabei kennt das Schweißen mittlerweile zahlreiche Verfahren, durch die unterschiedlichste Materialien für verschiedenste Anwendungen in höchster Qualität gefügt werden können.

 

 

Dies war nicht immer so, denn es war ein langer Weg, bis sich das Schweißen zu dem entwickelt hat, was es heute ist. Beendet ist der Weg sicher noch nicht, aber interessant, sich einmal näher mit der Geschichte des Schweißens zu beschäftigen, ist es allemal.

Fundstücke in sumerischen Königsgräbern belegen, dass die Menschen schon etwa 4.000 vor Christus Verfahren kannten, um Materialien thermisch miteinander zu verbinden.

 

Seinerzeit wurden jedoch nur Gold, Silber und Kupfer verarbeitet, weshalb es sich nach heutigem Verständnis weniger um Schweißverbindungen, sondern vielmehr um Hartlötungen handelt. Aber auch das Weichlöten war bereits in der Antike bekannt, Belege dafür finden sich sowohl bei den alten Griechen als auch im alten Ägypten. Daher gilt das Löten heute als das älteste thermische Verbindungsverfahren. Mit dem Feuerschweißen, einem Pressschweißverfahren, ist eine erste Form des Schweißens seit der Verwendung von schmiedbarem Eisen bekannt.

 

Es wurden Waffen, Werkzeuge, Kunstgegenstände und viele andere Arbeiten gefunden, deren Alter auf über 3.000 Jahre geschätzt wird, und es gilt als sicher, dass auch in Kleinasien bereits um 1.400 vor Christus Eisen verschweißt wurde. In der Literatur wird ab etwa 690 vor Christus von Personen berichtet, die das Schweißen von Eisen beherrscht haben sollen.

 

Besonders eindrucksvolle Belege für die handwerklichen Fähigkeiten im Bereich des Feuerschweißens stammen aus dem Mittelalter, wo neben Waffen und Kettenhemden auch überaus kunstvolle Rüstungen angefertigt wurden.

 

Auch das Wort Schweißen als solches findet seine Wurzeln vermutlich im Feuerschweißen. Bei diesem Schweißverfahren bewirkte nämlich das Schmiedefeuer, dass die Oberfläche der Werkstücke ins “Schwitzen” kam, was dann zu der Verbindung führte.Über eine sehr lange Zeit sollte das Feuerschweißen das einzige Schweißverfahren bleiben. Dies änderte sich erst, als es mithilfe von Sauerstoff und Brenngasen gelang, eine so energiereiche Flamme zu erzeugen, dass die Anwendung von Druck bei einer Schmelzschweißung überflüssig wurde.

 

Das Gasschmelzschweißen war erfunden, zum ersten Mal wurde es 1840 angewandt. Früher wurde das Gasschmelzschweißen übrigens oft als Autogenschweißen bezeichnet. Dies erklärt sich damit, dass sich das Wort autogen aus dem griechischen auto- für selbst und dem lateinischen genere für erzeugen zusammensetzt.

 

Wirklich in Schwung kam die Entwicklung jedoch erst, als es möglich wurde, Calciumcarbid und Acetylen großtechnisch zu erzeugen. Nachdem außerdem eine Methode entwickelt worden war, um den Sauerstoff aus der Luft zu gewinnen, konnte die Verbrennungsluft durch reinen Sauerstoff ersetzt werden. Dies erhöhte die Temperatur und damit auch die Leistungsfähigkeit der Flamme deutlich.

 

Zwischen 1901 und 1905 entstand das Brennschneiden, das bis heute ein wichtiges Verfahren geblieben ist, um Werkstücke für Schweißarbeiten vorzubereiten. Bis in die 1910er-Jahre war das Gasschmelzschweißen das wichtigste und am häufigsten angewandte Schweißverfahren.

 

Danach gewannen das Lichtbogen- und das Widerstandsschweißen immer mehr an Bedeutung, bis sie das Gasschmelzschweißen Mitte der 1940er-Jahre schließlich nahezu komplett abgelöst hatten. Vor allem das Schweißen von Nichteisenmetallen und hier insbesondere der Leichtmetalle erfolgte mithilfe der Schutzgasschweißverfahren.Die Entwicklung der Lichtbogenschweißverfahren dauerte deutlich länger. Erste Experimente hatte es zwar schon im 18. Jahrhundert gegeben, aber erst nachdem elektrischer Strom sicher, stabil und in großem Umfang erzeugt werden konnte, wurde es möglich, auch die Entwicklung von elektrischen Schweißverfahren voranzubringen.

 

1885 erhielt der Russe Nikolai Nikolaijewitsch Bernados, der heute als Erfinder des Lichtbogenschweißens gilt, das Patent für sein Schweißverfahren. Er nutzte einen Kohlelichtbogen, um Metalle und Legierungen aufzuschmelzen, und setzte einen Zusatzdraht als Ersatz für fehlenden Werkstoff ein.

 

Der deutsche Ingenieur Zerener erfand ein anderes Verfahren. Er arbeitete mit einem Lichtbogen, der zwischen zwei Kohleelektroden brennt, und verwendete starke Magnete, um den Lichtbogen an die Schweißstelle zu lenken. 1889 erhielt Zenerer das Patent für sein Schweißverfahren, die Methode konnte sich aber nicht durchsetzen. Nur ein Jahr später stellte der russische Ingenieur Nikolai Gawrilowitsch Slawjanow seine Variante des Lichtbogenschweißens vor.

 

Slawjanow verzichtete auf eine zusätzliche Elektrode und erzeugte den Lichtbogen stattdessen zwischen dem Werkstück und einer Metallelektrode, die gleichzeitig auch der Zusatzwerkstoff war. Sein Verfahren fand großen Zuspruch und kam schon kurze Zeit später in den ersten Unternehmen zum Einsatz. Trotzdem sollte es noch Jahrzehnte dauern, bis das Lichtbogenschweißen insgesamt an Bedeutung gewann. Entscheidende Meilensteine waren die Entwicklung von umhüllten Stabelektroden durch Kjellberg 1907 und Strohmeyer 1912 sowie die Einführung der ersten mit den heutigen Fülldrahtelektroden vergleichbaren Elektroden 1931.

 

Da die Elektroden bis zu diesem Zeitpunkt nicht um den Kernstab gepresst, sondern getaucht worden waren, setzte die Technik der Umhüllungsdicke Grenzen. Mit den neuen Elektroden wurde es möglich, mit Schweißtransformatoren als einfache und preiswerte Stromquellen zu arbeiten. Dadurch konnte sich das Lichtbogenhandschweißen dann auch in kleineren Handwerksbetrieben verbreiten. Ab der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts sollte das Schweißen eine rasante Entwicklung hinlegen.

 

So entstand 1946 das WIG-Schweißen als Weiterentwicklung des Kohle-Lichtbogenschweißens, zwei Jahre später wurde das MIG-Schweißen erfunden und 1951 wurden das Plasma- sowie das Elektroschlackeschweißen entwickelt. Etwa zur gleichen Zeit hielten die neuen Schweißverfahren Einzug in die Industrie. Von da an sollte es dann fast jedes Jahr Neuerungen geben.

 

Den Anfang machte dabei das MAG-Schweißen, gefolgt vom Reib- und Ultraschallschweißen. 1957 gab es die ersten industriellen Elektroschweißanlangen, nur drei Jahre später wurde der erste Schweißroboter vorgestellt. In den 1960er-Jahren entstand das Laserschweißen, in den beiden folgenden Jahrzehnten wurden die Impulsvarianten der Lichtbogenschweißverfahren entwickelt und ab den 1990er-Jahren kamen schließlich neue Hochleistungsvarianten des MAG-Schweißens zur Anwendung.

 

Die Geschichte des Schweißen ist aber nicht nur durch die Einführung neuer Verfahren beeinflusst. Auch die Forschung im Hinblick auf Werkstoffe führte dazu, dass zunehmend mehr Materialien, Schutzgase, Zusatzstoffe und andere Hilfsmittel zur Verfügung stehen, die sowohl verfahrenstechnisch als auch unter den Gesichtspunkten der Qualität und der Wirtschaftlichkeit entscheidende Rollen spielen.

 

 

Schweißen Sicherheit

Die 5 wichtigsten Sicherheitsaspekte beim Schweißen

Auch wenn nicht nur in Handwerks- und Industriebetrieben, sondern immer wieder auch in heimischen Garagen und Werkstätten geschweißt wird, gibt es einige wesentliche Sicherheitsaspekte, die beim Schweißen unbedingt beachtet werden müssen, zum Schutz der eigenen Person, zum Schutz der Umgebung und auch, um das Material nicht unnötig zu beschädigen und zu verschwenden.

1. Schutzbekleidung.

Das Wichtigste überhaupt ist, sich und seinen Körper zu schützen, denn das Schweißen steht im Zusammenhang mit hohen Temperaturen, die zu Verbrennungen der Haut und auch zu irreparablen Beschädigungen der Augen führen können. Insofern gehören zu der Schutzbekleidung ein entsprechender Schutzanzug, Handschuhe sowie ein geeigneter Augenschutz in Form einer Schutzbrille oder eines Schutzschildes.

2. Keine brennbaren Gegenstände in der unmittelbaren Umgebung der Schweißstätte.

Der Arbeitsplatz für das Schweißen muss so gewählt werden, dass die Funken, die beim Schweißen entstehen, nicht dazu führen können, dass benachbarte Gegenstände in Brand geraten.

3. Lüftung.

Insbesondere beim Schweißen mit Gasen muss für eine gute Lüftung gesorgt werden, denn Gase entziehen der Umgebungsluft den für die Atmung benötigten Sauerstoff.

4. Feuerlöscher griffbereit und kein fragwürdiges oder ungesichertes Zubehör.

Nicht nur im Hinblick auf die eigene Sicherheit, sondern auch aufgrund geltender Vorschriften muss sich beim Schweißen ein Feuerlöscher in greifbarer Nähe befinden. Hinzu kommt, dass nur geprüftes Zubehör verwendet werden darf und keinesfalls aus beispielsweise Kostengründen oder weil gerade nichts anderes greifbar ist, auf ungeprüftes Zubehör zurückgegriffen oder Zubehör aus Zeitgründen ungesichert eingesetzt werden sollte.

5. Publikum.

Wichtig ist, dass sich der Schweißer auch tatsächlich auf seine Schweißarbeit konzentrieren kann und nicht darauf achten muss, wo sich Besucher und Zuschauer befinden.

Dies gilt sowohl im Hinblick auf die Verletzungsgefahr für Zuschauer, die beispielsweise durch herumfliegende Funken verbrannt werden könnten, als auch im Hinblick auf die Sicherheit für den Schweißer, etwa wenn ein Gast auf einen Schlauch tritt oder ins Stolpern kommt und auf den Schweißer fällt.

Schweißen und die Augen

Bevor die Schweißarbeit beginnt, sollte es selbstverständlich sein, sich durch entsprechende Vorkehrungen zu schützen und der Anleitung betreffend der Unfallverhütungsvorschriften zu folgen, wobei im gewerblichen Bereich ohnehin nur dann geschweißt werden darf, wenn ein entsprechender Ausbildungsnachweis, ein sogenannter Schweißerpass, vorliegt.

Durch das Schweißen kann es zu verschiedenen Verletzungen kommen, beispielsweise durch Verbrennungen oder das Einatmen gesundheitsschädlicher Dämpfe. Eine besondere Gefährdung ergibt sich überdies für die Augen. Damit keine glühenden Teile oder Funken in die Augen gelangen können, wird beim Gasschmelzschweißen, dem sogenannten autogenen Schweißen, eine Schutzbrille getragen.

Die Gläser dieser Schutzbrille sind eingefärbt, so dass die Schweißarbeit ohne Blendung durch die Flamme durchgeführt werden kann. Die Infrarotstrahlung kann beim E Schweißen Augen und insbesondere die Netzhaut schädigen, die Ultraviolettstrahlung, die ebenfalls entsteht, schädigt die Haut und die Augen. Daher müssen beim Lichtbogenschweißen Schutzgläser getragen werden, die vor diesen Strahlungen schützen.

Die Europäische Norm EN 169 legt für das Autogenschweißen die Schutzklassen zwei bis acht, für das Lichtbogenhandschweißen die Klassen neun bis sechszehn fest. Daneben wird zum Schutz der Haut ein Schirm oder Schild verwendet. Dieses hat zwei Gläser, ein schwarzes und ein normales Glas, wobei das schwarze Glas vor Verblendung und Verblitzung der Augen schützt und das normale Glas die Funken abhält.

Dieses Schild kann einen Schutzhelm oder eine spezielle Halterung angebracht werden, damit der Schweißer beide Hände frei hat. Mittlerweile gibt es jedoch einen Ersatz für diese Schutzgläser, nämlich den automatischen Schweißerschutzfilter. Dieser bietet den nötigen Schutz beim Schweißen, Augen und Gesicht sind verdeckt.

Der Vorteil dieses Schutzes liegt darin, dass die Gläser sich automatisch innerhalb kürzester Zeit verdunkeln, sobald der Lichtbogen gezündet ist. Beim Laserschweißen hingegen wird keine Schutzbrille getragen. Dies liegt daran, dass der eigentlich für die Augen gefährliche Laserstrahl durch Schutztüren und Laserschutzfenster innerhalb der Schweißanlagen abgeschirmt wird.

Vermeidbare Fehlerquellen bei Schweißarbeiten

Im Grunde genommen, ist es gar nicht so schwer, Schweißarbeiten durchzuführen, wobei für das Schweißen gilt, dass nicht nur theoretische Kenntnisse, sondern vor allem auch Übung und Erfahrung letztlich zu den besten Ergebnissen führen.

Dennoch gibt es beim Schweißen eine Reihe unterschiedlicher Fehlerquellen, die sich nicht nur auf die Qualität der Schweißarbeit auswirken, sondern auch die Sicherheit des Schweißers und seiner Umgebung beeinflussen. Hier eine Übersicht über einige Fehlerquellen, die jedoch durchaus vermeidbar sind.

• falsches Schweißgerät.

Sollen dickere Materialen verschweißt werden, empfiehlt sich ein Elektrodenschweißgerät, bei Schweißarbeiten an dünnen Blechen oder beispielsweise an Karosserien ein Schutzgasschweißgerät.

• falsche Einstellungen oder fehlerhaftes Zubehör.

Wird die Stromstärke zu hoch eingestellt, führt dies dazu, dass der Einbrand zu tief ist und zudem Schweißspritzer um die Naht zu sehen sind. Weitere mögliche Fehlerquellen sind eine zu niedrig gewählte Stromstärke, ein zu schwacher Stromkreis, beispielsweise weil die Netzleitung des Trafos gestört ist oder die Masseklemme keinen ausreichenden Kontakt hat, oder eine feuchte Elektrode.

• mangelhafte Vorbereitung.

Schweißarbeiten können nur dann effektiv ausgeführt werden, wenn die Oberfläche des Werkstücks sauber sowie frei von Beschichtungen, Staub, Fett oder Öl ist. Mangelhaft gesäuberte Werkstückoberflächen führen überdies häufig zu Schlackeneinschlüssen.

• fehlerhafter Transport oder falsche Lagerung und Aufstellung von Gasflaschen.

Hierdurch besteht Explosionsgefahr!

• keine Schutzbekleidung.

Trägt der Schweißer keine ausreichende Schutzbekleidung riskiert er Verbrennungen der Haut sowie ein Verblitzen oder Verletzungen der Augen. Zudem können die beim Schweißen entstehenden Dämpfe die Atemwege schädigen.

• unzureichende Absicherung der Schweißstätte.

Hierzu gehört, dass sich keine brennbaren Gegenstände in ummittelbarer Nähe der Schweißstätte befinden, ein Feuerlöscher oder zumindest ein Eimer mit Wasser greifbar sind und für eine gute Lüftung gesorgt ist. Zudem sollte die Schweißstätte so gewählt werden, dass sich der Schweißer auf seine Schweißarbeit konzentrieren kann und nicht auf die Verletzungsrisiken Dritter oder durch Dritte achten muss.

Betriebsanweisung schweißen

Die Verordnung schreibt vor, dass in jedem Betrieb, der Schweißarbeiten ausführt, eine Betriebsanweisung Schweißen erstellt werden muss, die an dem jeweiligen Arbeitsplatz in schriftlicher Form zu hängen hat.

Anhand dieser Betriebanweisung wird der Schweißer eingewiesen und diese Betriebsanweisung schweißen dient ihm als Anleitung für die Ausführung seiner Arbeit. Die Unterweisung findet bei Arbeitsaufnahme und danach, sofern keine Veränderungen auftreten, mindestens einmal jährlich statt, wobei diese mündliche Unterweisung schriftlich festgehalten und durch eine Unterschrift des Schweißers belegt wird.

Wesentlich Ziel der Betriebsanweisung schweißen ist, die Bestimmungen, die sich aus den geltenden Vorschriften ergeben, bezogen auf den Betrieb und den Arbeitsplatz umzusetzen und über die am Arbeitsplatz auftretenden Gefahrenstoffe inklusive angemessenen Schutzmaßnahmen zu informieren.

Demzufolge beginnt die Betriebsanweisung mit der Benennung des Arbeitsbereiches, des Arbeitsplatzes und der dort ausgeführten Tätigkeit, legt also den Geltungsbereich der Betriebsanweisung fest. Danach folgt eine Auflistung der Gefahren, die innerhalb des Anwendungsbereiches auftreten können, beispielsweise nitrose Gase, die Anreicherung von Brenngasen, Funken oder fliegende und abtropfende heiße Metall- oder Schlacketeilchen.

Darauf folgen die Verhaltensregeln sowie die Schutz- und Sicherheitsmaßnahmen. Diese beinhalten beispielsweise, dass Brenner und Schläuche vor Arbeitsaufnahme auf undichte Stellen oder Beschädigungen hin untersucht werden müssen, in welcher Form der Arbeitsplatz be- und entlüftet werden muss, welche Maßnahmen bei Arbeitsunterbrechungen zu treffen sind und welche Art von Schutzkleidung zu tragen ist.

Die Schweißaufsicht

Die Schutzkleidung kann sich dabei, je nach Schweißverfahren, aus schwer entflammbarer oder feuerfester Kleidung, aus Handschuhen, aus einem entsprechenden Schutz von Augen und Gesicht und einem Gehörschutz zusammensetzen.

Daneben werden die Maßnahmen bei Störungen, etwa beim Ausfall der Lüftungsanlage oder bei Rückschlägen von Flammen, und bei Unfällen festgelegt. Häufig enthält die Betriebsanweisung auch die Folgen der Nichtbeachtung, sowohl im Bezug auf gesundheitliche Schäden als auch auf arbeitsrechtliche Konsequenzen.

Abschließend enthält die Betriebsanweisung schweißen die Notrufnummern, das Datum, ab wann sie in Kraft tritt sowie die Benennung der Person, der die Schweißaufsicht obliegt.

Fachinfos zur Arbeitssicherheit: potenzielle Gefahrenquellen beim Schweißen

Beim Schweißen gibt es eine Reihe von möglichen Gefahren und Risiken. Um seinen eigenen Schutz sicherzustellen und weder andere noch die Umgebung zu gefährden, ist daher sehr wichtig, die Gefahrenquellen zu kennen und die entsprechenden Sicherheitsmaßnahmen ausnahmslos einzuhalten.

Welches die größten potenziellen Gefahrenquellen beim Schweißen sind, erklärt die folgende Übersicht mit Fachinfos zur Arbeitssicherheit:

Gefahrenquelle: Strahlung

Bei Schweißarbeiten entstehen sowohl sichtbare als auch unsichtbare Strahlen durch den Lichtbogen, die Flamme und auch das Schmelzbad. Wie intensiv die Strahlung ist, hängt von der Größe und der Temperatur des Lichtbogens, der zugeführten Leistung und der Verteilung der Temperaturen ab. Von besonderer Bedeutung im Zusammenhang mit dem Schweißen sind dabei Infrarot-, Blend- und UV-Strahlen, die die Augen massiv schädigen können.

Bei Infrarotstrahlen handelt es sich um Wärmestrahlen. Hier kann vor allem der kurzwellige Anteil langfristig zu Schädigungen der Linse führen, die sich in einer Trübung oder dem grauen Star bemerkbar machen. Blendstrahlen sind sichtbare Strahlen. Sie können, wie der Name bereits vermuten lässt, blenden und damit die Sehfähigkeit erheblich einschränken. UV-Strahlen sind die Strahlen, die für das menschliche Auge am gefährlichsten sind.

Beim Schweißen sind die UV-Strahlen die Ursache für das sogenannte Verblitzen. Die ultraviolette Strahlung schädigt in erster Linie die Bindehaut und verursacht Augenschmerzen, vermehrte Tränenbildung und ein Anschwellen der Augenlider. In schweren Fällen kann es aber auch zu einer Ablösung der Hornhaut kommen. Neben den Augen schädigen UV-Strahlen außerdem durch eine mit Sonnenbrand vergleichbare Wirkung zusätzlich die Haut.

Die persönlichen Schutzmaßnahmen gegen Schäden durch Strahlung bestehen im Tragen einer geeigneten Schutzausrüstung, die unter anderem aus einem Augenschutz, Schutzkleidung und Handschuhen besteht. Um die Umgebung zu schützen, sollte der Arbeitsplatz abgeschirmt sein.

Gefahrenquelle: elektrischer Strom

Elektrischer Strom ist insbesondere beim Lichtbogenhandschweißen eine potenzielle Gefahrenquelle, die keinesfalls unterschätzt werden darf. Welche Folgen elektrischer Strom für den menschlichen Körper hat, hängt von der Stärke ab, mit der der Strom durch den Körper fließt. Grundsätzlich werden dabei vier Stromstärkenbereiche voneinander unterschieden.

Stromstärkebereich I bezeichnet die Stromstärke zwischen 0 und 25 mA. Ab 0,5mA ist ein Kribbeln zu spüren, ab 15 mA verkrampfen die Muskeln. Stromstärken zwischen 25 und 80 mA werden dem Stromstärkebereich II zugeordnet. Ab etwa 50 mA verkrampft die Atemmuskulatur und es kommt zu Bewusstlosigkeit. Zudem ist ein Herzstillstand nicht ausgeschlossen.

Stromstärkebereich III liegt zwischen 80 mA und 5 A und hier kann ein Herzkammerflimmern zum Tod führen. Stromstärken über 5 A entsprechen dem Stromstärkebereich IV. Fließt derart starker Strom durch den menschlichen Körper, kommt es zunächst zu einem Herzstillstand. Das Herz beginnt zwar oft nach kurzer Zeit wieder zu schlagen, allerdings verursacht der Strom schwerste Verbrennungen. Zum Schutz vor der Gefährdung durch elektrischen Strom muss unbedingt geeignete, völlig intakte Schutzkleidung getragen werden, die dann wie ein Isolator wirkt.

Zudem darf nur mit technisch einwandfreien und für die jeweilige Schweißarbeit zugelassenen Schweißgeräten gearbeitet werden. Gleiches gilt für das Schweißzubehör und alle anderen Arbeitsmittel. Obwohl ein Großteil der Schweißarbeiten sogar unter erhöhter elektrischer Gefährdung erfolgt, werden die Gefahren häufig unterschätzt.

Eine erhöhte elektrische Gefährdung ist gegeben, wenn unter beengten räumlichen Verhältnissen oder bei eingeschränkter Bewegungsfreiheit in, zwischen oder an elektrisch leitfähigen Teilen gearbeitet wird. Zudem liegt eine erhöhte elektrische Gefährdung vor, wenn Schweißarbeiten in heißen oder nassen Räumen durchgeführt werden.

Gefahrenquelle: enge Räume

Bei Schweißarbeiten in engen Räumen lauern je nach Schweißverfahren verschiedene Gefahren. So kann es beim Gasschweißen und beim Lichtbogenschweißen beispielsweise dazu kommen, dass sich die Raumluft mit Gasen anreichert, giftige Gase, Dämpfe und Rauche entstehen oder es zu einem Sauerstoffmangel kommt.

Daneben können Rückstände in beispielsweise Behältern, Kesseln, Leitungen oder Stollen nicht nur eine Vergiftungsgefahr bergen, sondern auch in Brand geraten oder eine Explosion verursachen. Um sich selbst und andere bei Schweißarbeiten in engen Räumen zu schützen, müssen daher unbedingt entsprechende Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden.

Hierzu gehört, einen Atemschutz zu tragen und, sofern möglich, eine ausreichende Lüftung sicherzustellen. Zudem dürfen ausschließlich zugelassene Schweißgeräte verwendet und die Arbeiten müssen unter Aufsicht durchgeführt werden.

Nach Fertigstellung der Schweißarbeiten müssen sämtliche Arbeitgeräte entfernt und die Arbeitsstelle kontrolliert werden, teilweise ist zudem eine Brandwache erforderlich.

Gefahrenquelle: brandgefährdete Bereiche

Eine erhöhte Brandgefahr kann letztlich überall dort bestehen, wo keine speziellen Schweißarbeitsplätze eingerichtet sind. Vor Beginn der Schweißarbeiten müssen der jeweilige Arbeitsplatz und auch die benachbarten Räume daher immer sorgfältig überprüft werden.

Potenzielle Gefahrenquellen sind Durchbrüche in Mauern und Decken, Risse, Dehnungsfugen, Rohrdurchführungen und Rückstände von giften, brennbaren oder explosiven Stoffen. Werden hier keine entsprechenden Schutzmaßnahmen getroffen, können die Schweißflamme, der Funkenflug, die Schweißschlacke, aber auch die Wärmewirkung als solches zu einem Brand führen.

Während der Schweißarbeiten muss ein Löschmittel bereitstehen und nach Fertigstellung muss eine Brandwache eingerichtet sein.

Grundsätzliches zum Arbeitsschutz beim Schutzgasschweißen

Das Schweißen setzt nicht nur Können, Übung und Erfahrung voraus, sondern kann bei unsachgemäßer oder fehlerhafter Anwendung sehr gefährlich werden.

Wichtig ist daher, sich selbst und die Umgebung zu schützen. Die wesentlichen Gefahrenquellen für die Gesundheit beim Schutzgasschweißen ergeben sich durch die optische Strahlung des Lichtbogens, die entstehenden Stoffe sowie den elektrischen Strom.

Hier eine Übersicht zum Arbeitsschutz beim Schutzgasschweißen:

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Der Lichtbogen verursacht optische Strahlung im sichtbaren, im infraroten und im nichtsichtbaren ultravioletten Bereich. Wie intensiv der Lichtbogen ausfällt, hängt von der Stromstärke ab.

Die infrarote Strahlung führt zu einer Wärmeentwicklung, während die ultraviolette Strahlung zu einer Rötung der Haut führt, die mit einem Sonnenbrand vergleichbar ist.

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Beim Schutzgasschweißen entstehen Schadstoffe in Form von Gasen und Schweißrauch, die dann die Gesundheit gefährden können, wenn sie in die Atemwege gelangen.

Der beim Schweißen entstehende Rauch setzt sich aus feinen Partikeln zusammen, die bis in die Lunge vordringen können.

Die Schadstoffe werden zum überwiegenden Teil von den Schweißzusatzstoffen verursacht, da diese deutlich höhere Temperaturen erreichen als das Schweißgut selbst. Die Wirkung der Schadstoffe auf den menschlichen Körper wird dabei in lungenbelastend, giftig und krebserzeugend eingestuft.

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Die Gefahr durch Strom ergibt sich in Abhängigkeit von der Stromstärke und der Stromart, wobei die Werte bei Gleichstrom höher sind als bei Wechselstrom.

Grundsätzlich gliedern sich die Maßnahmen zum Arbeitsschutz beim Schutzgasschweißen in zwei Bereiche, nämlich zum einen in die Schutzausrüstung des Schweißers und zum anderen in die Gestaltung des Arbeitsplatzes.

1. Je nach Verfahren sollte die Schutzausrüstung des Schweißers aus den folgenden Komponenten bestehen.

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Kopfschutz in Form eines Schutzhelmes, der den Schweißer vor Verletzungen durch beispielsweise Schlacke, Spritzer oder auch Stöße schützt.

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Augenschutz durch eine Schutzbrille oder einen Schutzschild, der die Augen und das Gesicht vor Verletzungen durch den Lichtbogen schützt.

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Körperschutz in Form von Handschuhen, einer Lederschürze, geeignetem Schuhwerk oder einem feuerfesten Anzug, der vor Verletzungen und Verbrennungen schützt.

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Gehörschutz, wenn die Lautstärke während der Arbeiten bei oder über 85dB liegt. Atemschutz ist sinnvoll, wenn eine ausreichende Belüftung nicht sichergestellt werden kann.

2. Bei der Gestaltung des Arbeitsplatzes müssen das Verfahren, die Werkstoffe sowie die Einsatz- und Arbeitsbedingungen des Schweißers berücksichtigt werden.

Hierzu gehört insbesondere, dass eine ausreichende Belüftung sichergestellt sein muss, durch die schädliche Stoffe abgesaugt und die Zufuhr von Frisch- und Atemluft gewährleistet ist.

Zudem sollte der Arbeitsplatz so weiträumig gefasst oder durch entsprechende Sicherheitsvorkehrungen abgegrenzt sein, dass weder Personen noch Gegenstände in der Umgebung gefährdet sind und auch der Schweißer durch Störungen nicht in Gefahr gebracht wird.

Übersicht über die gesundheitlichen Gefahren beim Schweißen

In einfachen Worten zusammengefasst bezeichnet das Schweißen ein Verfahren, durch das Werkstoffe mittels Wärme und Kraft mit oder ohne Schweißzusätze dauerhaft miteinander verbunden werden.

Der technisch vergleichbare Prozess, durch den die Werkstücke jedoch voneinander gelöst werden, wird als thermisches Schneiden oder Trennen bezeichnet.

Je nach Werkstoff und dessen Eigenschaften kommen unterschiedliche Schweißverfahren zum Einsatz, als Energiequellen dienen dabei unterschiedliche Brenngase in Kombination mit Luft oder Sauerstoff sowie elektrischer Strom in Form des Lichtbogens.

Das Schweißen erfordert jedoch nicht nur entsprechende Kenntnisse, Übung und Erfahrung im Umgang mit den Werkstoffen, sondern setzt immer auch ausreichende Schutzmaßnahmen voraus, um sich selbst und die Umgebung vor Schäden zu schützen.

Hier eine Übersicht über die gesundheitlichen Gefahren beim Schweißen:

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Die Gefahren beim Schweißen lassen sich groß in drei Kategorien einteilen. Zum einen handelt es sich um elektrische Gefahren, zum anderen um Gefahren, die durch das Hantieren mit schweren, oft scharfkantigen Teilen und dem Arbeiten in ungünstiger Körperhaltung teils bei Lärm entstehen können.

Hinzu kommen die Gefahrenstoffe, die während des Schweißens freigesetzt werden und zu massiven gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen können.

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Die Gefahrenstoffe, die bei schweißtechnischen Verfahren entstehen, treten in Form von Gasen und Rauch- sowie Staubpartikeln auf. Gase können ungehindert in die Lunge gelangen, Partikel werden bis zu einer Teilchengröße von 100 µm eingeatmet.

Einige dieser Partikel sind dabei so winzig, dass sie bis zu den Lungenbläschen gelangen, in diesem Fall wird von der alveolengängigen Fraktion gesprochen.

In welcher Form und in welcher Menge Gefahrenstoffe entstehen, hängt von dem Schweißverfahren, dem Werkstoff und den verwendeten Schweißzusätzen ab.

Als gefährliche Gase können beim Schweißen Kohlenmonoxid, Ozon oder Stickstoffoxide entstehen, in Form von Partikeln sind beispielsweise Eisen-, Aluminium-, Nickel- oder Manganoxide, Fluoride oder Barium- und Chromverbindungen möglich.

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Die gesundheitlichen Beeinträchtigungen können grundsätzlich auf zwei unterschiedlichen Wegen erfolgen.

Zum einen können die Gase oder Partikel unmittelbar den Einwirkungsort schädigen, beispielsweise indem sie die Atemwege reizen oder verätzen.

Zum anderen sind systemische Schädigungen möglich, was bedeutet, dass die Gase und Partikel in den Körper aufgenommen werden und bestimmte Organe angreifen und schädigen. Viele Gefahrenstoffe beim Schweißen haben eine toxische Wirkung, so dass es bei geringer Konzentration zu leichten Vergiftungen, bei sehr hoher Konzentration aber auch zu lebensgefährlichen und teils tödlich endenden Vergiftungen kommen kann.

Hierzu gehören beispielsweise Gase wie Kohlenmonoxid oder Stickstoffdioxid oder auch Oxide von Metallen wie Kupfer, Zink oder Blei.

Werden über einen längeren Zeitraum Eisenoxide in hoher Konzentration aufgenommen, kann dies zu Atemwegserkrankungen wie beispielsweise Bronchitis führen und durch Aluminiumoxide kann es zu Vermehrungen des Bindegewebes kommen.

Zudem gibt es Stoffe, die in die Gruppe der krebserzeugenden Stoffe gehören, beispielsweise Nickeloxide, Cadmium, Beryllium oder sechswertige Chromverbindungen.

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Neben der Auswahl geeigneter Schweißverfahren und Schweißwerkstoffe, qualitativ hochwertigen Schweißgeräten mit entsprechenden Vorrichtungen sowie einer sicheren und hochwertigen Schutzbekleidung ist beim Schweißen daher unbedingt notwendig, eine gute Belüftung sicherzustellen.

Basiswissen: Sicherheitsaspekte beim Schweißen

Sowohl das Schweißen als auch das Löten sind Verfahren, um zwei Werkstoffe miteinander zu verbinden. Im Unterschied zum Löten, bei dem die Schmelztemperatur des Lotes deutlich unter der Schmelztemperatur des Werkstücks bleibt, wird der Werkstoff beim Schweißen aufgeschmolzen.

Dadurch entsteht eine stoffschlüssige, unlösbare und dauerhafte Verbindung. Die Energie, die benötigt wird, um den Werkstoff aufzuschmelzen, kann je nach Verfahren durch Wärme oder durch Druck erzeugt werden.

Beim Lichtbogen- und Autogenschweißen beispielsweise liefert Wärme die erforderliche Energie, beim Pressschweißen entsteht die notwendige Energie mithilfe von Druck. Bei vielen Schweißverfahren wird außerdem mit einem Schweißzusatz gearbeitet. Beispiele für Schweißverfahren, bei denen ein draht- oder stabförmiger Schweißzusatzstoff zugeführt wird, sind das Schutzgas- und das Gasschmelzschweißen.

Um eine saubere und haltbare Verbindung mit einer festen Schweißnaht sicherzustellen, muss ein Schweißverfahren ausgewählt werden, das für den jeweiligen Werkstoff geeignet ist. Zudem müssen die Schweißparameter optimal auf den Werkstoff angepasst und der Schweißvorgang als solches entsprechend sorgfältig ausgeführt werden. Mit dem eigentlichen Schweißen ist es jedoch meist nicht getan.

So muss das Werkstück zunächst vorbereitet werden, indem die Verbindungsstelle beispielsweise gesäubert wird. Manchmal muss das Werkstück auch stark vorgewärmt werden, dies ist etwa beim Thermitschweißen der Fall. Nach dem Schweißvorgang folgt die Nachbearbeitung, zu der unter anderem gehört, das Werkstück zu säubern, zu schleifen, auszurichten oder die Oberfläche zu versiegeln. Manchmal ist auch ein Nachwärmen erforderlich, um eine zu schnelle Abkühlung zu verhindern.

Da beim Schweißen bei den diversen Verfahren mit hohen Temperaturen, verschiedenen Werkstoffen und unterschiedlichen Zusätzen gearbeitet wird, kommt es aber nicht nur auf eine sorgfältige Arbeitsweise an. Mindestens genauso wichtig sind Sicherheitsvorkehrungen, die den Schweißer und die Umgebung vor Schäden schützen sollen.

Im Sinne von Basiswissen fasst die folgende Übersicht daher die wichtigsten Sicherheitsaspekte beim Schweißen zusammen:

Grundlegende Sicherheitsvorkehrungen

Grundsätzlich gilt, dass die Augen immer geschützt werden müssen. Andernfalls besteht die Gefahr, dass es durch Blendung und Verblitzung, aber auch durch Schweißspritzer zu massiven Schädigungen kommt. Als Schutz bietet sich eine Schweißschutzbrille an, die mit dunklen Gläsern ausgestattet ist. Um die Hände vor Verletzungen wie beispielsweise Verbrennungen zu schützen, sollten außerdem immer Schutzhandschuhe getragen werden.

Werden Kupfer, Zink und blei- oder cadmiumhaltige Metalle verschweißt, entstehen giftige Dämpfe. Sehr wichtig ist deshalb eine ausreichende Belüftung. Diese spielt auch deshalb eine große Rolle, weil sich unter Umständen Gemische aus Brennstoffen und Luft bilden können, die eine Explosion zur Folge haben könnten.

Sicherheitsaspekte im Umgang mit Gas

Für die Arbeit mit Gasflaschen gelten einige Sicherheitsregeln, die unbedingt auch eingehalten werden müssen. Zu diesen gehört, dass Gasflaschen nur dann transportiert werden dürfen, wenn der Haupthahn geschlossen, das Druckminderungsventil entfernt und die Stahlkappe aufgeschraubt sind.

Bei ihrem Einsatz muss gewährleistet sein, dass die Gasflasche einen guten und sicheren Stand hat. Der Schweißer muss wissen, wie der Druckminderer bedient wird. Außerdem muss er prüfen, ob die Gasschläuche und sämtliche Verbindungen dicht sind.

Kommt Acetylen zum Einsatz, darf der Druck auf keinen Fall höher sein als 1,5 bar. Bei einem höheren Druck könnte das Gas nämlich explodieren. Zudem darf Acetylen nicht durch Kupferrohre geleitet werden.

Kommen Acetylen und Kupfer in Kontakt, entsteht Kupferacetylid, das berührungsempfindlich und hochexplosiv ist. Daneben ist ratsam, eine Sicherheitsvorlage zu verwenden. Sie verhindert, dass es zu einem Gasrücktritt an dem Schlauch, der unmittelbar nach der Acetylenflasche folgt, kommt. Bei Gasflaschen mit Sauerstoff ist es nicht erlaubt, die Armaturen mit Fetten oder Ölen zu behandeln.

Durch den reinen Sauerstoff könnten sich die Fette und Öle nämlich auch ohne eine Flamme entzünden.

Sicherheitsaspekte beim Lichtbogen- und Schutzgasschweißen

Beim Lichtbogenschweißen sind umfangreichere Schutzmaßnahmen für den Schweißer sehr wichtig. Der Grund hierfür ist die energiereiche UV-Strahlung, die der Lichtbogen aussendet. Sie kann die Haut verbrennen und die Augen massiv beschädigen. Um die Augen und das Gesicht zu schützen, muss deshalb ein Visier mit seitlichem Schutz getragen werden.

Dass nicht mit entblößten Armen oder gar komplett nacktem Oberkörper geschweißt werden darf, versteht sich von selbst. Eine weitere Gefahrenquelle ist der Strom, denn das Lichtbogenschweißen erfolgt bei sehr hohen Stromstärken. Dabei reichen schon 80mA aus, um ein Herzklammerflimmern mit tödlichem Ausgang auszulösen, wenn sie längs durch den menschlichen Körper strömen.

Deshalb sollte der Schweißer jegliche Berührung mit Elektroden oder elektrisch leitenden Stellen vermeiden. Außerdem sollte sich der Schweißer niemals mit feuchter oder gar nasser Arbeitskleidung ans Werk machen. Der Arbeitsplatz sollte mit einer isolierenden Fußmatte ausgestattet und an der Stromquelle ein Fehlerstromschutzschalter installiert sein.

Beim Schutzgasschweißen bilden die Wolframelektroden eine weitere Gefahrenquelle. Wenn sie abbrennen, entsteht giftiges Wolframoxid. Da sich dieser toxische Stoff im Schweißrauch befindet, darf der Rauch auf keinen Fall eingeatmet werden. Außerdem sollte sich der Schweißer nach getaner Arbeit unbedingt die Hände waschen.

Problematisch kann auch das Schweißen von Werkstücken sein, die zuvor ein Reinigungsbad durchlaufen haben. Im Lichtbogen können sich Lösungsmittel wie Trichlorethylen oder Perchlorethylen und andere Lösungsmittel, die Chlor enthalten, nämlich in das hochgiftige Phosgen umwandeln.

5 grundlegende Tipps für sicheres Schweißen

Wer beruflich Schweißarbeiten ausführt, hat in aller Regel mehrere Lehrgänge absolviert und entsprechende Prüfungen abgelegt. Als Nachweis für die vorhandenen Kenntnisse und Fähigkeiten müssen die Schweißprüfungen zudem in regelmäßigen Abständen wiederholt werden.

Aber auch im privaten Bereich greifen viele regelmäßig zum Schweißgerät. Schweißgeräte für den Hausgebrauch sind schließlich in jedem größeren Baumarkt erhältlich und kleinere Schweißarbeiten lassen sich damit problemlos ausführen.

Doch egal ob beruflich oder hobbymäßig geschweißt wird, gilt, dass die Gefahren und Risiken auf keinen Fall unterschätzt werden dürfen. Beim Schweißen wird mit hohen Temperaturen gearbeitet und mitunter entwickeln sich gefährliche Dämpfe und Gase. Ein kleiner Moment der Unachtsamkeit kann ausreichen, um ernsthafte Schäden zu verursachen.

Hier daher 5 grundlegende Tipps für sicheres Schweißen:

Tipp 1: Eine ordentliche Schutzausrüstung ist Pflicht!

Beim Schweißen führt kein Weg an einer persönlichen Schutzausrüstung vorbei. Die Schutzausrüstung sorgt unter anderem dafür, dass die UV- und die Infrarotstrahlungen keine Hautschäden, Verbrennungen und Beschädigungen der Augen hervorrufen. Bestandteile einer Schutzrüstung sind

· Arbeitskleidung, die schwer entflammbar ist,

· eine Lederschürze,

· Handschuhe, die für das Schweißen zugelassen sind,

· Sicherheitsschuhe, die dicht schließen und verhindern, dass Glut oder heiße Schlacke bis auf die Haut durchdringen kann, und

· ein Schweißhelm mit Schutzfilter und automatischer Verdunkelung, mindestens aber ein Schweißschirm oder eine Schweißbrille.

Je nach Schweißarbeit, angewendetem Verfahren und Körperhaltung gehören außerdem ein Gehörschutz und eine Kopfbedeckung zur persönlichen Schutzausrüstung des Schweißers.

So manchem Hobbyschweißer mag dies ein wenig übertrieben erscheinen, vor allem wenn nur mal eben eine kleine Naht geschweißt wird. Der Schweißer sollte seine Gesundheit aber nicht leichtfertig aufs Spiel setzen! Verblitze Augen oder verbrannte Haut werden den Schweißer viel länger beschäftigen als es gedauert hätte, eine ordentliche Schutzausrüstung anzulegen.

Tipp 2: Das Schweißgerät und die Elektrik prüfen!

Für den Menschen kann Strom schon in geringen Stärken zu einer echten Gefahr werden. Bevor mit einem Schweißgerät gearbeitet wird, müssen deshalb sowohl das Schweißgerät selbst als auch die elektrische Anlage überprüft werden. Hierzu gehört eine Sichtkontrolle der elektrischen Leitungen, des Elektrodenhalters, der Masseleitung und der Masseklemme. Dass ein Schweißgerät nur für die Einsatzzwecke verwendet werden darf, für die es gedacht und zugelassen ist, versteht sich von selbst.

Besondere Vorsicht ist geboten, wenn im Knien, im Liegen, über Kopf oder in anderen Zwangshaltungen gearbeitet werden muss. Gleiches gilt, wenn der Abstand zu elektrisch leitfähigen Teilen weniger beträgt als zwei Meter. Die Gefahr einer versehentlichen Berührung ist hier besonders hoch. Ist es an dem Arbeitsplatz sehr warm oder feucht, darf nur ein Schweißgerät zum Einsatz kommen, das für Bereiche mit erhöhter elektrischer Gefährdung geeignet ist. Ein solches Schweißgerät ist mit einem S in einem Quadrat gekennzeichnet.

Ältere Schweißgeräte haben stattdessen ein K in einem Quadrat oder die Bezeichnung 42V in einem Kreis als entsprechende Markierung. Da Feuchtigkeit und Schweiß den elektrischen Widerstand der Haut, der Arbeitskleidung und der Schutzausrüstung massiv reduzieren, muss der Schweißer außerdem eine nichtleitende Unterlage verwenden.

Bei den Massepunkten ist wichtig, dass sie fest mit dem Werkstück verbunden sind und sich möglichst dicht an der Schweißstelle befinden. Der Anschluss des Schweißgerätes muss an einem Stromkreis erfolgen, der mit einem Fehlerstromschutzschalter ausgestattet ist. Dabei sollte der Auslösestrom bei maximal 0,03 mA liegen.

Tipp 3: Brandschutzmaßnahmen treffen!

Beim Schweißvorgang entwickelt sich große Hitze. Zudem kann es immer zu einem Funkenflug und zu Schweißspritzern kommen. Alle Materialien, die leicht entzündlich sind, müssen deshalb aus dem Gefahrenbereich entfernt werden. Gleiches gilt für brennbare Flüssigkeiten.

Gleichzeitig sollte immer ein Feuerlöscher oder ein anderes geeignetes Löschmittel griffbereit vorhanden sein. Schweißarbeiten an Bauteilen wie beispielsweise Kraftstofftanks sind für unerfahrene Hobby-Schweißer absolut tabu!

Tipp 4: Für eine gute Belüftung sorgen!

Beim Schweißen entwickeln sich verschiedene Dämpfe, Rauche, Gase und Feinstäube. Schon bei einer Stabelektrode beispielsweise setzt das Abbrennen der Ummantelung gesundheitsschädliche Chromate frei, während sich beim Schweißen von legierten oder beschichteten Stählen teils krebserregende Stoffe bilden.

Um sich selbst zu schützen, sollte der Schweißer deshalb unbedingt auf eine gute Be- und Entlüftung achten. Eine Möglichkeit hierbei sind Absaugvorrichtungen, die als fest installierte oder mobile Einrichtungen realisiert werden können.

Eine andere Möglichkeit sind Schweißhelme, die mit einem entsprechenden Filter ausgestattet sind. Selbstverständlich sollte der Schweißer aber nicht nur an seinen eigenen Schutz, sondern auch an den Schutz anderer Personen denken. Hierfür bieten sich Hinweisschilder, Trennwände oder geeignete Vorhänge als mobile und schnelle Lösung an.

Tipp 5: Ohne Fachwissen geht es nicht!

Natürlich wird niemand als versierter Schweißer geboren und selbstverständlich klappen die Handgriffe und Abläufe umso besser, je häufiger sie gemacht wurden. Trotzdem macht es wenig Sinn, auf gut Glück loszuschweißen. Ohne gewisse Vorkenntnisse beispielsweise mit Blick auf die Auswahl des Schweißverfahrens, die notwendigen Einstellungen oder die benötigten Schweißzusatzstoffe wird die Arbeit nicht gelingen.

Statt sauberer Verbindungen wird der Schweißer eher Löcher produzieren. Deshalb sollte sich der Schweißer im Vorfeld informieren. Wenn er nicht gleich einen Schweißkurs belegen möchte, kann er sich im örtlichen Baumarkt erkundigen. Hier werden manchmal kurze Workshops angeboten, die praxisnahes Grundlagenwissen vermitteln.

Bei Arbeitnehmern wird im Zusammenhang mit Schweißarbeiten zwischen dem geregelten und dem nicht geregelten Bereich unterschieden. Um Schweißarbeiten im geregelten Bereich durchführen zu können, muss der Schweißer bestimmte Anforderungen erfüllen und gewisse Prüfungen abgelegt haben. Bei Arbeiten im nicht geregelten Bereich müssen keine speziellen Schweißerprüfungen nachgewiesen werden. Aber auch hier gilt, dass sich der Schweißer die notwendige Sachkunde in einem Lehrgang angeeignet und es eine Unterweisung durch den Arbeitgeber gegeben haben muss.

Checkliste zum Schweißen ja

Bemerkung

Sämtliche Geräte, Werkzeuge, Kabel, Schläuche, Isolierungen und Verbindungen wurden überprüft.

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An den Arbeitsmitteln sind keine Mängel erkennbar.

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Bei Schweißarbeiten in brandgefährdeten Bereichen: eine schriftliche Schweißerlaubnis liegt vor.

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Die chemische Zusammensetzung der verwendeten Grund- und Zusatzwerkstoffe ist bekannt.

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Es ist bekannt, welche Schadstoffe bei dem angewandten Schweißverfahren auftreten können.

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Schweißverfahren, Zusatzstoffe und Schweißparameter wurden korrekt ausgewählt/eingestellt.

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Eine wirksame Lüftung oder Absaugung am Schweißarbeitsplatz ist vorhanden.

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Ein geeignetes Atemschutzgerät wird eingesetzt, wenn die Schadstoffe nur unzureichend abgesaugt werden können.

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Zum Schutz des Gesichts und der Augen stehen Schutzbrille, Schutzschild oder Schutzschirm mit genormten Lichtschutzfilter zur Verfügung.

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Zum Schutz der Haut und des Körpers sind Schweißerschutzanzug oder geschlossene Arbeitskleidung mit Lederschürze vorhanden.

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In Lärmbereichen wird ein Gehörschutzmittel getragen.

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Die Schutzkleidung des Schweißers weist keine Verschmutzungen mit Öl, Fett, Lack, Lösemitteln auf.

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Zum Schutz Dritter sind Abschirmungen am Schweißarbeitsplatz vorhanden.

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Gasflaschen und Gasschläuche sind so positioniert, dass ein Umfallen, Herabfallen oder ein darüber Stolpern ausgeschlossen sind.

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Die Werkstücke können sicher aufgelegt werden.

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Alle brennbaren Gegenstände im Umfeld sind entfernt oder abgedeckt.

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Schweißverfahren

Wig schweißen

Das WIG Schweißen, das zu den Schmelzschweißverfahren gehört, wurde in Deutschland erst nach dem Zweiten Weltkrieg eingeführt und ist die Abkürzung für Wolfram-Inertgas-Schweißen. Dabei besteht die Schweißanlage aus einer Stromquelle für Gleich- und Wechselstromschweißen sowie einem Schweißbrenner.

Beide Elemente sind durch ein Paket aus Schläuchen verbunden, das die Schweißstromleitung, die Schutzgaszuführung, die Steuerleitung und teilweise einen Zu- und Rücklauf für Kühlwasser enthält. Der Lichtbogen, der die für das WIG Schweißen notwendige Energie liefert, wird entweder durch eine Kontakt- oder eine Hochfrequenzzündung gezündet.

Bei einer Kontaktzündung wird ein Kurzschluss erzeugt, der durch das Auftippen der Wolframelektrode auf das Werkstück entsteht und der zur Folge hat, dass nach dem Abheben der Lichterbogen zwischen Wolframelektrode und Werkstück brennt.

Bei der Hochfrequenzzündung wird der Lichterbogen gezündet, indem ein Hochfrequenzzünder hohe Spannung auf die Wolframelektrode gibt und dadurch das Gas zwischen der Elektrode und dem Werkstück ionisiert. Beim WIG Schweißen werden Argon, Stickstoff, Helium und Gasgemische daraus, also die inerten Gase, oder Gasgemische mit Zusatz von Wasserstoff oder Stickstoff als Schutzgas verwendet und es wird zwischen Gleichstrom- und Wechselstromschweißen unterschieden.

Beim Gleichstromschweißen liegt die Wolframelektrode auf dem Minuspol und diese Schweißart kommt überwiegend beim Schweißen von legiertem Stahl oder NE-Metallen zum Einsatz, während Leichtmetalle in der Regel durch Wechselstromschweißen verbunden werden. Gegenüber anderen Schmelzschweißverfahren bietet das WIG Schweißen einige Vorteile.

So kann jedes schmelzschweißgeeignete Metall durch WIG verschweißt werden, das WIG Schweißen ist eine Schweißart, die wenig Spritzer oder gefährliche Schadstoffe erzeugt und der Schweißzusatz und die Stromstärke sind nicht aneinander gekoppelt.

Das bedeutet, dass beim Schweißvorgang der Strom und der Schweißzusatz je nach Bedarf gesteuert werden können. Allerdings sollte das WIG Schweißen, das bei richtiger Anwendung zu guten und dauerhaften Ergebnissen führt, zumindest bei den ersten Versuchen unter Anleitung und vor allem nur mit geeigneter Schutzkleidung erfolgen.

Mag schweißen

Das Mag Schweißen stammt aus den USA, von wo aus kurze Zeit nach seiner ersten Anwendung 1948 nach Europa kam. Es gehört zu den Schutzgasschweißverfahren, also zu den Schweißverfahren mit Lichtbogen, wobei Mag für Metall-Aktivgas steht.

Diese Schweißart wird beispielsweise bei Verbindungen im Kraftfahrzeugbau oder im Maschinenbau eingesetzt und eignet sich für Verbindungen von unlegiertem, niedriglegiertem oder hochlegiertem, nichtrostendem Stahl. Zu den verwendeten Schutzgasen gehören Argon oder Helium, gemischt mit Kohlendioxid oder Sauerstoff.

Beim Mag Schweißen wird ein auf eine Spule aufgewickelter Schweißdraht aus Metall durch ein Drahtvorschubgerät oder eine Schweißpistole geführt und in einem Lichtbogen, der zwischen dieser Drahtelektrode und dem Werkstück brennt, geschmolzen.

Dabei ist der Metalldraht nicht nur die stromführende Elektrode, sondern gleichzeitig auch der Schweißzusatzstoff, der nach dem Abschmelzen automatisch nachgeführt wird. Der für das Schweißen benötigte Strom wird der Schweißpistole über eine Schweißstromquelle im Kontaktrohr zugeführt, der Lichtbogen wird durch eine Düse vor atmosphärischen Einflüssen geschützt, aus der Schutzgas ausströmt, das die Drahtelektrode umgibt.

Die aktiven Gase, die das Mag Schweißen charakterisieren sind aktiv an den Prozessen zwischen Lichtbogen und Schweißzusatzstoff beteiligt. Dies führt dazu, dass das Mag Schweißen zu einem sehr sicheren Schweißverfahren mit großer Abschmelzleistung wird und eine nur sehr geringe Schlackenbildung aufweist. Daneben wird die Rauch- und Schadstoffentwicklung positiv beeinflusst und das Auftreten von Spritzern deutlich verringert.

Die Anpassung an Werkstoffe

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine leichte Anpassung an Werkstoffe und Werkstoffdicken gegeben ist. Der Nachteil vom Mag Schweißen liegt darin, dass die Oberfläche des Stahls sehr sauber sein muss. Wichtig für die Anleitung zum Mag Schweißen ist, dass fast alle Nähte Überlappnähte, bei denen die Werkstücke überlappend aufeinander liegen, oder Kehlnähte, bei denen die Schweißnaht zwischen den beiden Werkstücken liegt, sind.

Durch den extrem hellen Lichtbogen der Schweißflamme ist beim Mag Schweißen neben geeigneter Schutzbekleidung ein guter Augenschutz unbedingt notwendig.

E-schweißen

E-Schweißen ist die Abkürzung für Elektroden-Schweißen, bei dem ein Lichtbogen zwischen der Elektrode, die während des Schweißvorgangs schmilzt, und dem Werkstück brennt. Die Stabelektrode, die stromführende Elektrode und Schweißzusatzstoff gleichzeitig ist, wird in einen Elektrodenhalter eingespannt und an die Verbindungsstelle geführt.

In der Regel sind die Stabelektroden umhüllt, wobei diese Umhüllung ebenfalls schmilzt. Die dabei entstehende Schlacke, die nach dem Auskühlen wieder entfernt wird, und die freiwerdenden Gase haben den Zweck, den Lichtbogen und die Nahtstelle vor atmosphärischen Einflüssen wie beispielsweise der Außenluft zu schützen.

Die Vorteile von E-Schweißen liegen darin, dass nahezu alle schweißbaren Materialien, wie Baustahl, Kesselstahl, Edelstahl oder Röhrenstahl durch Stabelektronen verbunden werden können und das E-Schweißen verhältnismäßig einfach ist.

Zudem können die kompakten Schweißgeräte problemlos transportiert und dadurch, dass kein Gas erforderlich ist, auch im Freien verwendet werden. Die Anleitung für das E-Schweißen gestaltet sich folgendermaßen: zunächst werden die Werkstücke so zusammengeheftet, dass die Heftstellen während des Schweißens nicht reißen können, sich das Werkstück aber auch nicht zu stark zusammenziehen kann.

Danach wird der Lichtbogen gezündet. Dies erfolgt durch eine Kontaktzündung, das bedeutet, mit der Elektrode wird kurz auf das Werkstück getippt, wodurch ein Kurzschluss entsteht, der den Stromkreis schließt und den Lichtbogen nach dem Abheben der Elektrode zündet. Beim Schweißvorgang wird die Elektrode senkrecht oder leicht schräg zum Werkstück und leicht in die Schweißrichtung geneigt geführt.

Schleppendes und Stechendes Verfahren

Die Länge des Lichtbogens sollte dabei ungefähr dem Durchmesser des Kernstabes entsprechen, wobei als Faustregel gilt, dass der Kernstabdurchmesser multipliziert mit 0,5 den Abstand ergibt. Beim Schweißvorgang unterscheidet man ein schleppendes und ein stechendes Verfahren.

Beim schleppenden Schweißen, das in der Regel durchgeführt wird, zieht oder “schleppt” man die Schweißnaht hinter der Elektrode her und kann sie jederzeit kontrollieren, beim stechenden Verfahren schweißt man in die entgegengesetzte Richtung, wobei die Naht von der Elektrode verdeckt wird. Wichtig beim E-Schweißen ist neben einer entsprechenden Schutzkleidung vor allem ein sicherer Schutz der Augen.

Schutzgas schweißen

Das grundlegende Prinzip beim Schutzgas schweißen ist, dass Schutzgase eingesetzt werden, die die Verbindungsstelle vor atmosphärischen Einflüssen, wie beispielsweise dem Luftsauerstoff, schützen. Dabei sind die Ionisierungsenergie, die Wärmeleitfähigkeit und das chemische Reaktionsverhalten die wichtigsten physikalischen Eigenschaften der Schutzgase.

Die Energiemenge, die benötigt wird, um den Lichtbogen elektrisch leitfähig zu machen, wird als Ionisierungsenergie bezeichnet.

Dabei sorgt eine geringe Ionisierungsmenge zwar dafür, dass sich der Lichtbogen leicht zünden lässt und stabil brennt, überträgt die Energie jedoch weniger gut auf das Werkstück. Die Zündung des Lichtbogens erfolgt durch einen Kurzschluss, wobei die Elektrode den Kreislauf durch eine kurze Berührung mit dem Werkstück schließt.

Daneben erfolgt die Energieübertragung durch die Wärmeleitung, die von der Wärmeleitfähigkeit der Gase abhängig ist. Beim Schweißen unterteilt sich das chemische Reaktionsverhalten der Gase in inert, aktiv und oxidierend.

Grundsätzlich wird das Schutzgas schweißen in Metallschutzgasschweißen, MSG, bei dem als Schweißzusatzstoff abschmelzende Drahtelektroden verwendet werden, und Wolframschutzgasschweißen unterteilt.

Beim MSG unterscheiden sich die Schweißverfahren durch die eingesetzten Schutzgase in MIG, Schweißen mit inerten Schutzgasen, und MAG, Schweißen mit aktiven Schutzgasen. Beim Wolframschutzgasschweißen wird zwar ebenfalls mit einer Drahtelektrode gearbeitet, allerdings schmilzt diese nicht ab.

Die Anleitung für die Schweißverfahren MIG und MAG gestaltet vom Prinzip her gleich. Zwischen dem Werkstück und der Drahtelektrode brennt ein Lichterbogen, in dem die Drahtelektrode während des Schweißens schmilzt.

Argon – Helium

Dabei ist die Drahtelektrode Stromleiter und Schweißzusatzstoff gleichzeitig und wird

Impressum

Verlag: BookRix GmbH & Co. KG

Texte: Artdefects Media Verlag, CEO Christian Gülcan, Kirchhuchtinger Landstr.84, 28259 Bremen, U-ID:DE 246-703-961
Tag der Veröffentlichung: 11.03.2015
ISBN: 978-3-7368-8293-5

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