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Serie: Sicher und gesund schweißen, Teil 2, Lichtbogenschweißen

Vorsicht Strom­schlag!

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Die verschie­de­nen Verfah­ren des Elek­tro­schwei­ßens brin­gen unter­schied­li­che Gefähr­dun­gen mit sich, etwa die Entwick­lung von Rauchen oder Stäu­ben. Alle Verfah­ren bergen aber die Gefahr von Strom­ver­let­zun­gen. Welche Maßnah­men davor schüt­zen, erfah­ren Sie im zwei­ten Teil von „Sicher und gesund schwei­ßen“.

Das wohl bekann­teste Verfah­ren ist immer noch das Elektroden-Handschweißen, wobei die Elek­trode im elek­tri­schen Licht­bo­gen abge­schmol­zen wird. Aus der Umhül­lung entsteht eine Schutz­gas­wolke über der Schweiß­stelle, dem Schweiß­bad, welche die flüs­sige Metall­ober­flä­che vor einer Oxida­tion mit dem Luft­sauer­stoff schützt. In Einzel­fäl­len enthält die Umhül­lung Legierungs- elemente, welche die Schmelze aufle­gie­ren. Zum Einsatz kommt das Elektroden-Handschweißen heute oft im Baube­reich. Das Verfah­ren ist mit erheb­li­cher Bildung von Schweiß­rau­chen verbun­den.
MIG- oder MAG-Verfahren
Weit­aus häufi­ger anzu­tref­fen ist heute das soge­nannte MIG- (Metall-Inertgas-Schweißen) oder MAG- (Metall-Aktivgas-Schweißen) Verfah­ren. Hier­bei wird ein Metall­draht von einer Haspel abge­spult und im Licht­bo­gen aufge­schmol­zen. Gele­gent­lich kommen Füll­drähte zum Einsatz, die Zusatz­werk­stoffe enthal­ten. Füll­drähte verur­sa­chen jedoch eine sehr starke Rauch­ent­wick­lung. Das Inertgas, zumeist Argon, wird über das Schlauch­pa­ket zum Bren­ner bzw. Licht­bo­gen geför­dert und verhin­dert eine Oxida­tion.
Aktiv­gase, Gemi­sche aus übli­cher­weise CO2 und Argon, beein­flus­sen zusätz­lich den Abbrand, z.B. durch Tempe­ra­tur­er­hö­hung. Das MIG- oder MAG-Verfahren kommt dort zum Einsatz, wo mitt­lere bis hohe Abschmelz­leis­tun­gen gefragt sind und eine hohe Flexi­bi­li­tät an den Einsatz des Verfah­rens gestellt ist, wie im Automobil- und Schiffs­bau, aber auch im Stahl­bau. Insbe­son­dere bei Füll­dräh­ten ist die Rauch­ent­ste­hung groß.
UP-Schweißverfahren
UP- (Unter Pulver) Schweiß­ver­fah­ren zeich­nen sich durch höchste Abschmelz­ra­ten aus. Die Emis­sion von Lärm und Schad­stof­fen ist bei diesen Verfah­ren gering, jedoch können sie nur beschränkt einge­setzt werden. Und zwar nur dort, wo eine Pulver­schüt­tung möglich ist, Senkrechte- und Über­kopf­ver­fah­ren schei­den aus.
WIG-Schweißen
Beim WIG- (Wolfram-Inert-Gas) Schwei­ßen wird der Licht­bo­gen zwischen einer nicht abschmel­zen­den Wolf­ram­ka­thode und dem Bauteil gezün­det. Der Schweiß­zu­satz­werk­stoff wird im Licht­bo­gen aufge­schmol­zen. Das Verfah­ren eignet sich für fili­gra­nere Bauteile, da die Abschmelz­leis­tung gering ist. Die WIG-Elektroden können Thori­um­di­oxyd enthal­ten (rote Kenn­zeich­nung). Sie strah­len radio­ak­tiv und sind somit krebs­er­re­gend. Die Gesund­heits­be­las­tung beim Schwei­ßen ist eher gering, jedoch entste­hen hohe Gefähr­dun­gen beim Anschlei­fen der Elek­trode, was eine Absau­gung beim Schlei­fen mit geeig­ne­ter Staub­ab­schei­dung unab­ding­bar macht. In keinem Fall dürfen diese Stäube einge­at­met werden.
Plas­ma­schnei­den und ‑sprit­zen
Zu den verwand­ten Verfah­ren gehört das Plas­ma­schnei­den und ‑sprit­zen. Die Ener­gie­ein­brin­gung erfolgt hier­bei elek­trisch, indem im Licht­bo­gen Gas elek­trisch leit­fä­hig zum Plasma wird. Hier­bei sind Tempe­ra­tu­ren von mehre­ren Tausend Grad möglich. Das Blech wird aufge­schmol­zen und durch Gas oder Luft ausge­bla­sen. Beim Sprit­zen werden in die Plas­ma­flamme zumeist pulver­för­mige Werk­stoffe einge­bla­sen, mitge­ris­sen und auf die Bauteil­ober­flä­che geschleu­dert, wo ein Teil haften bleibt. Alle Plas­ma­ver­fah­ren erzeu­gen sehr viel Gefahr­stoffe, Strah­lung und Lärm.
Bei Strom­un­fäl­len schnell zum Arzt
Allen Licht­bo­gen­ver­fah­ren ist die elek­tri­sche Gefähr­dung gemein. Ein elek­tri­scher Strom­schlag führt zu Herz­rhyth­mus­stö­run­gen bis hin zum Herz­still­stand. Mit dem Gedan­ken verbun­den „noch einmal gut gegan­gen“, haben Strom­ver­letzte oft nur eine kleine Brand­marke davon­ge­tra­gen. Jedoch werden die Verlet­zungs­fol­gen unter­schätzt. Bei star­kem Strom­durch­fluss bildet sich ein Brand­ka­nal im Körper.
Diese inne­ren Verbren­nun­gen führen zunächst unbe­merkt zu Vergif­tun­gen und lebens­be­droh­li­chem Organ­ver­sa­gen. Strom­un­fälle fordern daher immer eine schnelle ärzt­li­che Behand­lung.
Elek­tri­sche Gefähr­dung durch verros­tete Klem­men usw.
Häufig unter­schätzt wird die Ankopp­lung des Schweiß­bau­teils an den Schweiß­strom­kreis. Klem­men sind oft verros­tet und können nicht fest mit dem Bauteil verbun­den werden. Aus Bequem­lich­keit wird bei klei­ne­ren Bautei­len darauf verzich­tet, das Bauteil über­haupt anzu­klem­men und ledig­lich die Schweiß­auf­nahme, z.B. der Schweiß­tisch, ange­klemmt. Dies führt in der Schweiß­rück­lei­tung zu einem sehr hohen Über­gangs­wi­der­stand, wodurch es zu einem Sekun­där­licht­bo­gen kommen kann, in dem die Bauteile aufschmel­zen und ggf. Brände auslö­sen können. An großen Bautei­len muss die Bauteil­klemme daher nach­ge­zo­gen werden.
Kritisch ist auch das Schwei­ßen an elek­trisch betrie­be­nen Maschi­nen. Hierzu zählt auch das Schwei­ßen an am Kran hängen­den Bautei­len. Neben einer festen Anbin­dung der Schweiß­rück­lei­tung ist eine Isola­tion zwischen Bauteil und Kran unbe­dingt erfor­der­lich, da andern­falls ein Strom­fluss über die Kette und im Weite­ren den elek­tri­schen Schutz­lei­ter (grün-gelber Draht) des Kran­mo­tors zur „Erde“ und so zurück zum Schweiß­ge­rät erfol­gen kann. Hier­bei ist der Schutz­lei­ter die „engste“ Stelle im Schweiß­strom­kreis und verbrennt, was mit Sach­scha­den verbun­den ist und zu neuen Gefähr­dun­gen, z.B. Rauche, einer defek­ten elek­tri­schen Anlage und somit zur elek­tri­schen Gefähr­dung am Kran selbst führt.
Eine häufig ange­trof­fene Unart ist es, den Elek­tro­den­hal­ter auf dem metal­li­schen Gehäuse der Schweiß­ge­räte abzu­le­gen. Auch hier kommt es zu einem Abbrand eines Schutz­lei­ters, dem der Schweiß­strom­quelle, wenn der Schweiß­draht mit dem geer­de­ten Gehäuse in Verbin­dung kommt und über die „Erde“ der Schweiß­strom­kreis geschlos­sen wird.
Schutz­klei­dung muss trocken sein
Die Schwei­ß­er­schutz­klei­dung bietet, wenn sie keine Beschä­di­gun­gen hat, und wich­tig: Trocken ist, einen guten Schutz gegen elek­tri­sche Durch­strö­mung. Verschwitzte Unter­klei­dung ist vor Schweiß­ar­bei­ten mit trocke­ner zu wech­seln. Elek­tro­den sind nur mit Hand­schu­hen zu wech­seln. Sorg­falt ist trotz­dem ange­sagt, da Drähte sie schnell durch­ste­chen können.
Trockene Schwei­ßer­mat­ten schüt­zen nicht nur vor elek­tri­scher Durch­strö­mung bei Kontakt mit dem Bauteil, sondern sind beim Knien auf ihnen auch ergo­no­misch vorteil­haft.
Für den Einsatz unter erhöh­ter elek­tri­scher Gefähr­dung geeig­nete Schweiß­ge­räte tragen den Aufdruck „S“, ältere Geräte weisen ein „K“ oder (42V) auf.
Neben­ar­bei­ten
Nicht vernach­läs­sigt werden soll­ten die ande­ren Elek­tro­ge­räte, wie Winkel­schlei­fer und Lampen. Es sind entwe­der Geräte mit Schutz­klein­span­nung oder Trenn­trans­for­ma­to­ren zu verwen­den, wenn erhöhte elek­tri­sche Gefähr­dung vorliegt. Eine netz­sei­tige Absi­che­rung mit einem PCRCI, früher FI-Schalter genannt, sollte obli­ga­to­risch sein. Alle elek­tri­schen Einrich­tun­gen sind regel­mä­ßig zu prüfen. Prüfun­gen, sowie alle Arbei­ten an der Netz­seite der Schweiß­ge­räte, sind einer Elek­tro­fach­kraft zu über­tra­gen. Sekun­där­sei­tige Arbei­ten dürfen quali­fi­zierte Schwei­ßer selbst ausfüh­ren.
Auf die weite­ren Gesund­heits­ge­fähr­dun­gen durch Lärm, Strah­lung und Gefahr­stoffe wird in den folgen­den Teilen dieser Serie zum Schwei­ßen einge­gan­gen.
Weitere Hilfen und Infor­ma­tio­nen finden Licht­bo­gen­schwei­ßer sowie Fach- und Führungs­kräfte im Inter­net bzw. bei den Berufs­ge­nos­sen­schaf­ten.
Schrif­ten:
  • BGR 500 Kapi­tel 2.26 Schwei­ßen, Schnei­den und verwandte Verfah­ren
  • BGI 553 Licht­bo­gen­schwei­ßer – Sicher­heits­lehr­brief
  • BGI 746 Umgang mit thori­um­oxid­hal­ti­gen Wolf­ram­elek­tro­den beim Wolfram-Inertgasschweißen (WIG)
  • BGI 594 Einsatz von elek­tri­schen Betriebs­mit­teln bei erhöh­ter elek­tri­scher Gefähr­dung.

Dipl.-Ing. Bodo Kälble


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