Lichtbogenschweißen nach DGUV Information 209-010

Schweißen, insbesondere das Lichtbogenschweißen, birgt erhebliche Gefahren für das Schweißpersonal. Vor diesem Hintergrund hat das Sachgebiet „Oberflächentechnik und Schweißen“ des Fachbereichs „Holz und Metall“ der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) die DGUV Information 209-010 „Lichtbogenschweißen“ ausgearbeitet. Die DGUV Information unterstützt die Schweißaufsicht und das Schweißpersonal darin, die mit den Lichtbogenverfahren verbundenen Gefahren zu erkennen, einzuschätzen sowie erforderliche Schutzmaßnahmen zu treffen.

Bei diesem Beitrag handelt es sich um einen Auszug. Den vollständigen Beitrag finden Sie in dem Produkt „Die Schweißaufsicht im Betrieb“.

Die DGUV Information 209-010 „Lichtbogenschweißen“ im Überblick

Zur Orientierung und zum besseren Verständnis finden Sie nachfolgend ein auf die wichtigsten Aspekte der DGUV Information 209-010 reduziertes Inhaltsverzeichnis, das diesem Beitrag als roter Faden dient.

1. Anwendungsbereich
2. Elektrische Gefahren und Schutzmaßnahmen
3. Betreiben von Schweißgeräten (Maßnahmen, Handhabung)
4. Erhöhte elektrische Gefährdung
5. Lichtbogenstrahlung
6. Gefahrstoffe
7. Brand-, Explosions- und Verbrennungsgefahren
8. Lärm
9. Mechanische Gefährdungen
10. Arbeitsmedizinische Vorsorge

Schweißpersonal soll Gefahren erkennen und Schutzmaßnahmen ergreifen

Das Ausführen von Schweißarbeiten ist mit zahlreichen Gefahren verbunden. Dies gilt insbesondere für das Lichtbogenschweißen. Hier können Gefahren entstehen durch

• elektrischen Strom,
• Gefahrstoffe,
• Lärm,
• Lichtbogenstrahlung,
• mechanische Gefährdungen,
• thermische Energie (Brand, Explosion, Verbrennung) sowie
• unter Druck stehende Prozessgase.

Im Vorwort der berufsgenossenschaftlichen Informationsschrift weisen die Verfasser darauf hin, dass die DGUV Information 209-010 das Schweißpersonal dabei unterstützen soll, die mit den Lichtbogenverfahren in Zusammenhang stehenden Gefahren zu erkennen und einzuschätzen. Darüber hinaus informiert die Veröffentlichung über erforderliche Schutzmaßnahmen und zeigt auf, wie diese in der Praxis umgesetzt werden können.

Anwendungsbereich umfasst sämtliche Lichtbogenverfahren

Damit sind folgende Verfahren gemeint:

• Lichtbogenschweißen
• Metall-Schutzgasschweißen (z.B. MIG, MAG)
• Metall-Lichtbogenschweißen ohne Schutzgas (z.B. Lichtbogenhandschweißen), Metall-Lichtbogenschweißen mit Fülldraht ohne Schutzgas
• Plasmaschweißen (z.B. Plasma-Metall-Intergasschweißen)
• Wolframschutzgasschweißen (z.B. WIG)
• Unterpulverschweißen
• Schneiden und Ausfugen (z.B. Plasmaschneiden, Lichtbogenschneiden, Lichtbogenausfugen)
• thermisches Spritzen (elektrischer Lichtbogen ohne Gasentladung) (z.B. Lichtbogenspritzen, Plasmaspritzen nach DIN EN 657)

Betreiben von Schweißgeräten

Wer eine Schweißeinrichtung betreibt, trägt die Verantwortung dafür, dass diese

• einwandfrei installiert ist,
• sicher benutzt werden kann und
• sich in einem betriebssicheren Zustand befindet.

Geeignete Person muss Zusammenschalten von Schweißstromquellen überprüfen

Sofern es zu einer Zusammenschaltung von Schweißstromquellen kommen soll, weil mit mehreren Schweißstromquellen an einem Werkstück oder an leitfähig verbundenen Werkstücken gearbeitet wird, muss eine dafür geeignete Person prüfen,

• ob die Schweißstromquellen für ein Zusammenschalten geeignet sind und
• ob die zulässige Leerlaufspannung nicht überschritten wird.

Um sicherzustellen, dass keine Stromquelle überlastet wird, müssen die einzelnen Schweißstromquellen auf die gleiche Stromstärke eingestellt werden. Schweißstromquellen in Reihe zu schalten ist verboten, weil sich die Leerlaufspannungen dann addieren, was eine Überschreitung des zulässigen Höchstwerts zur Folge hat. Um eine irrtümliche Reihenschaltung oder einen Kurzschluss zu erkennen, bedarf es vor der Inbetriebnahme einer Kontrolle der Leerlaufspannung.

Diese Personen sind für Prüfungsaufgaben geeignet

• Elektrofachkraft mit zusätzlichen Kenntnissen über das Entstehen und die Auswirkung von vagabundierenden Schweißströmen sowie über unbeabsichtigtes Zusammenschalten von Schweißstromquellen
• Schweißfachingenieur mit zusätzlichen elektrotechnischen Kenntnissen
• Schweißtechniker mit zusätzlichen elektrotechnischen Kenntnissen
• Schweißfachkraft mit zusätzlichen elektrotechnischen Kenntnissen
• Lehrschweißer mit zusätzlichen elektrotechnischen Kenntnissen

Schweißleitungsanschlüsse sichern

Sowohl für Schweißleitungsanschlüsse als auch für Schweißleitungsverbinder gilt, dass sie lösbar und gegen unbeabsichtigtes Lösen gesichert sein müssen. Im Falle einer angeschlossenen Schweißleitung muss ein vollständiger Schutz gegen unmittelbares Berühren bestehen. Ist keine Schweißleitung angeschlossen, bedarf es lediglich eines Schutzes gegen zufälliges Berühren. Kein Berührungsschutz notwendig ist bei am Werkstück oder an der Werkstückaufnahme befindlichen Schweißstromrückleitungsanschlüssen.

So müssen Schweißstromrückleitungen angeschlossen werden

Beim Anschließen der Schweißstromrückleitung sollten die nachstehend aufgezeigten Aspekte Berücksichtigung finden:

• Eine Schweißstromrückleitung muss übersichtlich geführt sein und gut leitend am Werkstück oder an der Werkstückaufnahme angeschlossen werden.
• Der Anschluss sollte unmittelbar und so nah wie möglich an der Schweißposition erfolgen.
• Es gilt zu beachten, dass werkstückfremde Stahlkonstruktionen, Gleise, Rohrleitungen, Stangen und Ähnliches nicht zur Schweißstromrückzuleitung verwendet werden dürfen.
• Es ist nicht gestattet, mehrere Schweißtische oder Werkzeugaufnahmen zu verbinden, um nach Anschluss der Schweißstromrückleitung an jeder Stelle schweißen zu können, weil dadurch die Gefahr vagabundierender Schweißströme vergrößert wird.
• Sollte es erforderlich sein, mit einer Schweißstromquelle an mehreren verschiedenen Schweißtischen oder Werkstückaufnahmen zu schweißen, sollte im Idealfall der Anschluss der Schweißstromrückleitung mit einer Steckverbindung erfolgen.
• Es wird empfohlen, zum Anschließen Schraubklemmen zu verwenden.
• Federklemmen sind dann zum Anschließen geeignet, wenn ihre Federkraft zu einem einwandfreien Kontakt führt.
• Eine Verwendung von Haftmagneten kommt nur in Betracht, wenn die Kontaktflächen auch am Werkstück glatt und sauber sind und das Werkstück magnetisierbar ist. Anstriche, Grundierungen, Rost und Schweißspritzer lassen keinen ausreichenden Stromübergang zu.
• Da es sich bei übergehängten Haken nicht um einen gut leitenden Anschluss handelt, sind diese zum Anschließen nicht geeignet.

Schweißpersonal muss Schweißstromrückleitung überprüfen

Bevor Schweißer mit ihrer Schweißtätigkeit beginnen, sind sie stets dazu angehalten, sich davon zu überzeugen, dass die Schweißstromrückleitung ordnungsgemäß angeschlossen ist. Diese Überprüfung ist vor allem dann von besonderer Bedeutung, wenn der Stromverlauf bei großen Schweißbauteilen oder Werkstücken unübersichtlich ist.

Für den Fall, dass an einem Werkstück elektrisch geschweißt und gleichzeitig mit Elektrowerkzeugen gearbeitet wird, empfiehlt sich der Einsatz schutzisolierter Werkzeuge (Schutzklasse II, ohne Schutzleiter).

Lichtbogenstrahlung

Charakteristisch für das Lichtbogenverfahren ist, dass durch das Anlegen einer elektrischen Spannung die Luft zwischen Elektrode und Werkstück, die im Grunde kein guter elektrischer Leiter ist, ionisiert (elektrisch leitend). Das dabei entstehende Plasma ist mehrere tausend Grad heiß und sendet Strahlungen mit unterschiedlichen Wellenlängen aus. Außer dem sichtbaren Licht wird Infrarotstrahlung (IR-Strahlung) sowie ultraviolette Strahlung (UV-Strahlung) erzeugt.

Sichtbares Licht verursacht Blendung

Das sichtbare Licht führt zur Blendung und befindet sich im elektromagnetischen Spektrum im Wellenlängenbereich von 400 nm bis zu 750 nm.

Infrarotstrahlung kann Verbrennungen verursachen

Infrarotstrahlung (IR-Strahlung) wird als Wärmestrahlung wahrgenommen. Sie befindet sich im elektromagnetischen Spektrum im Wellenlängenbereich zwischen 750 nm und 1.000 nm. Die menschliche Haut weist Thermorezeptoren auf, die Wärme spüren und entsprechende Nervensignale an das Gehirn leiten. Kälte verursacht im menschlichen Körper eine Verengung der Blutgefäße, während Wärme eine Erweiterung zur Folge hat. Über einen längeren Zeitraum einwirkende Infrarotstrahlung kann auf der Haut zu Verbrennungen führen. Außer der Haut kann auch das Auge durch Infrarotstrahlung geschädigt werden. Kurzwellige Infrarotrahlung kann im Falle einer langanhaltenden Einwirkung die Augenlinse trüben (Feuerstar), während langwellige Infrarotstrahlung Verbrennungen der Hornhaut verursacht.

Ultraviolette Strahlung ist für „Schweißerkrawatte“ verantwortlich

Der Mensch kann ultraviolette Strahlung (UV-Strahlung) nicht wahrnehmen. Um Vitamin D bilden zu können, benötigt der menschliche Körper geringe Mengen an UV-Strahlung. Zu hohe Dosen sind hingegen schädlich. UV-Strahlung ist u.a. für das Verblitzen der Augen verantwortlich, indem sie eine Entzündung des äußeren Auges (Bindehautentzündung) hervorruft. Andere negative Auswirkungen der UV-Strahlung sind erst spürbar, wenn es bereits zu spät ist. So führen beispielsweise kurzzeitige hohe Dosen zu Sonnenbrand. Beim Schweißen kann die sogenannte Schweißerkrawatte entstehen. Es handelt sich hierbei um eine Verbrennung des nicht abgedeckten Bereichs zwischen Hemd und Gesichtsschutz. Längerfristig zu hohe Dosen können Hautkrebs und grauen Star verursachen.

Die drei Kategorien der UV-Strahlung

Die UV-Strahlung bewegt sich in einem Wellenlängenbereich zwischen 100 nm und 380 nm im elektromagnetischen Spektrum. Sie wird in die nachstehend skizzierten drei Kategorien unterteilt:

• UV-A (320 nm bis 380 nm): UV-A-Strahlung dringt tief in die Haut ein und verursacht Bräunung und Hautalterung.
• UV-B (280 nm bis 320 nm): UV-B-Strahlung dringt in obere Hautschichten ein, verursacht Sonnenbrand und hat höchste krebserzeugende Wirkung.
• UV-C (100 nm bis 280 nm): UV-C-Strahlung verursacht Sonnenbrand und Hauttumore.

Alle drei Kategorien sind in einem Schweißlichtbogen enthalten. Die Strahlungsintensität hängt von folgenden Faktoren ab:

• Schweißverfahren
• Stromstärke
• Reflexion im Schweißbereich

Schutzmaßnahmen müssen gesamten Körper erfassen

Zur Vermeidung von Augen- und Hautschäden muss der gesamte Körper vor Strahlungseinwirkung geschützt sein. Zu diesem Zweck ist Gesichtsschutz erforderlich. Damit auch der Schläfenbereich ausreichend abgedeckt ist, sollte beim Schweißen ein Schutzhelm einem Schutzschild vorgezogen werden. Im Idealfall ist der Schutzhelm mit befestigten Abdeckungen für die Schädeldecke, den Nacken und den Hals ausgestattet. Bei Bedarf müssen sämtliche nicht bedeckten Hautpartien durch die Schutzhaube und unter Verwendung einer speziell für das Schweißen entwickelten UV-Hautschutzcreme geschützt werden. Auf diese Weise ist Schweißpersonal nicht nur gegen die von benachbarten Arbeitsplätzen ausgehende Strahlung geschützt, sondern auch gegen die von den Wänden und Werkstücken reflektierende Strahlung.

Die Auswahl der richtigen Schutzstufe der Augenschutzfilter erfolgt abhängig vom jeweiligen Schweißverfahren und der Stromstärke. Beim Lichtbogenschweißen werden Augenschutzgeräte gemäß DIN EN 175:1997-08 „Persönlicher Schutz – Geräte für Augen- und Gesichtsschutz beim Schweißen und bei verwandten Verfahren“ mit Schutzfiltern nach DIN EN 169:2003-02 „Persönlicher Augenschutz – Filter für das Schweißen und verwandte Techniken – Transmissionsanforderungen und empfohlene Anwendung“ verwendet. In der Randzone müssen diese Schutzfilter eine dauerhafte Kennzeichnung aufweisen, Beispiel: 12 XY 1 DIN.

• Mit der Zahl 12 ist die Schutzstufe 12 gemeint.
• Die Buchstaben XY sind die Kurzzeichen der Herstellfirma.
• Die Ziffer 1 bezeichnet die Brechwertklasse 1 (optische Güte).
• Die drei Buchstaben DIN bezeichnen das DIN-Prüf- und Überwachungszeichen.

Schutzfilter für das Schweißen müssen nach dem DIN-Zeichen zusätzlich mit dem Buchstaben „L“ für Verbundwerkstoff oder „P“ für Kunststoff gekennzeichnet werden, sofern sie auch für Stoßbelastung geeignet sind und dementsprechend auch als Sicherheitsscheibe dienen. Vorsatzscheiben müssen das Kurzzeichen der Herstellfirma sowie das DIN-Zeichen aufweisen.

Tipp

Lesen Sie hier mehr zur persönlichen Schutzausrüstung für das Schweißen.

Autor: Ernst Schneider

Den kompletten Beitrag finden Sie in dem Produkt „Die Schweißaufsicht im Betrieb“.

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