Schweißen von Aluminium: gefährliche Entstehung von Oxiden und Ozon

Vielen Schweißbetrieben stellt sich beim Schweißen von Aluminium eine Frage: Ist eine Luftreinhaltung überhaupt nötig bei der Verarbeitung des vergleichsweise leichten Werkstoffs? Doch Untersuchungen zeigen eine hohe Gefahr hinter dem Werkstoff. Vor allem die Ozon-Bildung sollte zu lüftungstechnischen Maßnahmen anhalten.

Grundsätzlich gilt bei Aluminium: Alle Werkstoffe sind zum Schweißen geeignet. Grundsätzlich gilt aber auch: Beim Schweißen von Aluminiumwerkstoffen entsteht aus dem Zusatz- und Grundwerkstoff Aluminiumoxid. Diese Alu-Sauerstoffverbindungen kommen im Schweißrauch vor. Das Oxid entsteht in Form von kugelförmigen Partikeln – abhängig vom Schweißverfahren von minimalen 10 bis 50 oder bis zu 400 Nanometern.

Bis zur irreversiblen Aluminose

Die Aufnahme solcher Partikel kann zu einer Belastung der Atemwege und selbst der Lunge führen, indem sich die Partikel dort absetzen. Atemwegserkrankungen wie Bronchitis sind die Folge bei diesem atemwegs- und lungenbelastenden Gefahrstoff. Die Staubablagerung kann sogar zu einer irreversiblen Aluminose, auch Aluminiumstaublunge genannt, führen.

Zur Unterstreichung der Relevanz: In Deutschland beispielsweise zählt diese Aluminose zu den entschädigungspflichtigen Berufskrankheiten. Welche Schädigungen tatsächlich auftreten, hängt dabei weniger von der Dauer der Exposition als von ihrer Intensität ab. Der Allgemeine Staubgrenzwert gilt daher auch für Aluminiumoxid.

Ozon: der versteckte Gefahrstoff

Bei der Verarbeitung von Aluminiumwerkstoffen sind Metall-Inertgasschweißen (MIG) und Wolfram-Inertgasschweißen (WIG) erste Wahl. Das hat folgenden Hintergrund: Bei der Aluminiumschmelze neigt der Werkstoff zu Reaktionen mit der Atmosphäre – daher sind Schutzgase nötig. Allerdings entsteht durch die Verbindung zwischen Aluminiumwerkstoff und MIG- oder WIG-Schweißverfahren ein weiterer Gefahrstoff: Ozon. Es entsteht durch ultraviolette Strahlung aus dem Sauerstoff der Luft. An den blanken Aluminium-Oberflächen werden die UV-Stahlen dann reflektiert und können auch in etwas Entfernung von der Schweißstelle noch zur Ozonbildung führen. So entsteht nicht nur der partikelförmige Schweißrauch selbst, sondern ebenso ein hoch gefährliches Gas.

Ozon entsteht nämlich vor allem dort, wo wenig Schweißrauch auftritt, eben bei den typischen Aluminium-Schweißverfahren MIG und WIG. Beim MIG-Schweißen von Aluminium-Silicium-Legierungen sind die Ozon-Konzentrationen zum Beispiel höher als bei Reinaluminium und wesentlich höher als bei Aluminium-Magnesium-Werkstoffen. Auch beim WIG-Schweißen unterstützt die geringe Rauchentwicklung die Ozonbildung. Zur Erklärung: Durch die geringe Rauchentwicklung können sich die UV-Strahlen gut ausbreiten. Außerdem ist Ozon instabil und Rauch oder Staub würden den Zerfall zu Sauerstoff begünstigen, was bei geringer Rauchentwicklung entfällt.

Krebsgefahr durch Aluminium-Schweißen

Über die ohnehin erheblichen Gefahren durch das Entstehen von Aluminiumoxid beim Alu-Schweißen hinaus kann Ozon eine noch verheerendere Wirkung für den Schweißer entfalten. Ozon ist gemäß TRGS 905 als krebserregend eingestuft. Weil die entstehenden Gefahrstoffe beim Schweißen von Aluminium-Werkstoffen unter die Grenzwerte fallen, sind entsprechende Schutzmaßnahmen zu treffen. Laut Merkblatt der gesetzlichen Unfallversicher entsteht beim MIG-Schweißen zehnmal so viel Ozon wie beim WIG-Schweißen. Allerdings ist WIG-Schweißen deutlich langsamer und daher teurer. Ein Wechsel bei den Schweißverfahren ist somit nicht immer zielführend. Daher sind unbedingt lüftungstechnische Maßnahmen, vor allem die Absaugung des Schweißrauchs und der Gase am Entstehungsort vorzuziehen.

Kommentare
  • Mikey.S Antworten

    Danke für den tollen Artikel

  • *Name (benötigt)Marcel Antworten

    Interessanter Artikel! Habe zwar schon Schweißerfahrung aber nur mit Stahl. Da ich mich demnächst auch beruflich ans Schweißen von Aluminium heranwage ist dieser Artikel sehr informativ für mich. Das Aluminiumschweißen so ungesund ist hätte ich nicht gedacht.

    • Redaktion arbeitsschutz-schweissen.de
      Redaktion arbeitsschutz-schweissen.de Antworten

      Hallo Marcel,
      danke für dein Feedback. Das ist tatsächlich auch für uns immer wieder erstaunlich, welche Gefahren beim Schweißen bestimmter Werkstoffe entstehen. Sicherlich werden wir in Zukunft noch verstärkt diese Thematiken aufnehmen. Wenn du weitere Anregungen oder Fragen hast, wende dich immer wieder gerne an uns und wir recherchieren für dich.
      Viele Grüße
      dein Team von arbeitsschutz-schweissen.de

  • Christian Zademach Antworten

    Hallo ich hätte mal eine andere frage kann man vom aluminium schweißen auch Fieber bekommen? Hatte Freitag 4 Stunden geschweißt und hatte ein Tag später 39.5 ° Fieber. Am Sonntag war das Fieber jetzt aber wieder weg. Unsere Halle ist nicht belüftet.
    MfG. Christian

    • Redaktion arbeitsschutz-schweissen.de
      Redaktion arbeitsschutz-schweissen.de Antworten

      Hallo Christian,

      die von dir geschilderten Symptome fallen unter das Metalldampffieber. Die Symptome dahinter sind vergleichbar mit einem grippalen Infekt. Ausgelöst werden kann es durch das Einatmen von sogenannten Aerosolen. Das sind Gemische aus Gasen und ultrafeinen Partikeln, wie sie im Schweißrauch vorkommen – auch beim Schweißen von Aluminium. Welche Folgen das Schweißen von Aluminium noch haben kann, wenn nicht für ausreichend Arbeitsschutz gesorgt ist, liest du im Blog-Beitrag. Weil wir aber keine Ärzte sind und aktuell die Grippe grassiert, können wir hier aber keine medizinisch gesicherte Einschätzung geben. Unsere Informationen beziehen wir selbst aus Studien anerkannter Verbände.

      Viele Grüße,

      die Redaktion von arbeitsschutz-schweissen.de

  • Viktor Antworten

    Das Aluminium grundsätzlich ungesund ist, war mir bekannt. Aber das noch zusätzlich beim Aluminium Schweißen Ozon Gas entsteht wahr mir neu. Super Artikel danke.
    Welche Möglichkeit gibt es die Schadstoffe einzudämmen oder zu filtern?

    • Redaktion arbeitsschutz-schweissen.de
      Redaktion arbeitsschutz-schweissen.de Antworten

      Hallo Viktor,

      danke für deinen Kommentar. Und ja, vielen ist diese zusätzliche Gefahr neben den Schweißrauch-Partikeln gar nicht bewusst. Bei der Abscheidung dieses Gases stößt die Filtertechnik aktuell aber tatsächlich an ihre Grenzen. Was bleibt sind effektive Absauganlagen, die auf Abluftbetrieb und nicht Umluft laufen. Das heißt nicht, dass die gesamte verschmutzte Luft nach außen geleitet wird. Vielmehr scheiden die Filter die Schweißrauch-Partikel aus der Luft ab und dann führt man die gashaltige Luft nach außen. Dort zerfällt Ozon dann schnell wieder. Ozon ist nämlich vor allem da ein Problem, wo der Lichtbogen mit stark reflektierenden Werkstücken – das muss nicht nur Aluminium sein – oder Reflektionsflächen in der Arbeitsumgebung zusammentrifft. Es ist daher ratsam, schon bei der Ausstattung des Arbeitsplatzes mögliche Reflektionsflächen zu beseitigen. Der Vorteil bei Ozon ist, wie oben beschrieben, dass das Gas zerfällt, wenn die Reflektion nicht mehr gegeben ist. Trotzdem besteht die Gefahr natürlich nicht nur beim Schweißer selbst. Du kannst dir sicher vorstellen, dass sich ein Gas auch schnell ausbreitet. Daher ist eine Abschirmung des Arbeitsplatzes sinnvoll, um umliegende Mitarbeiter nicht zu gefährden. Dazu gibt es hier übrigens in Kürze mehr.

      Hast du noch Fragen, dann melde dich gerne…

      Dein arbeitsschutz-schweissen.de-Team

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