WIG-Schweißen: „Sauberes“ Verfahren mit unterschätztem Gesundheitsrisiko

Es gilt als „sauberes“ Schweißverfahren, bei dem nur wenig Schweißrauch entsteht, und wird deshalb oft unterschätzt: WIG-Schweißen. Das Verfahren birgt nicht zu unterschätzende Gesundheitsgefahren: Schweißer sind Stickstoffoxiden, Radioaktivität und besonders Ozon ausgesetzt. Aus diesem Grund sind entsprechende Arbeitsschutzmaßnahmen zur Vorbeugung notwendig.

WIG-Schweißen ist ein beliebtes Verfahren für qualitativ hochwertige Schweißarbeiten – beispielsweise an Rohrleitungen, Möbeln oder Kunstgegenständen. Verglichen mit MIG-/MAG-Schweißen ist es in der Praxis zwar deutlich langsamer, erzeugt jedoch eine saubere und gleichmäßige Schweißnaht. Eine Besonderheit des WIG-Schweißens ist der Einsatz einer Wolframelektrode, die während des Verfahrens nicht abschmilzt. Dadurch kommt es nur zu minimalen Schweißspritzern und es entsteht vergleichsweise wenig Schweißrauch.

Trotzdem sollten sich Schweißer nicht von der geringen Schweißrauchmenge täuschen lassen: Beim WIG-Schweißen entstehen Ozon und nitrose Gase (Stickstoffoxide). Ozon ist gemäß TRGS 905 als krebserregend eingestuft. Es bildet sich durch UV-Strahlung aus dem Sauerstoff in der Luft. Die UV-Strahlung wird dabei vom Lichtbogen erzeugt – je größer die Stromstärke, desto stärker die Strahlung. Besonders hoch sind die Ozonwerte bei Aluminium-Silicium-Legierungen und bei Reinaluminium. Da die UV-Strahlung über die unmittelbare Schweißzone hinausreicht, entsteht Ozon auch außerhalb des Lichtbogenbereichs und der Schutzgase.

Vorsicht vor Reflexionen beim WIG-Schweißen

Darüber hinaus dürfen die reflektierten Strahlen nicht unterschätzt werden. In Schlossereien wird häufig Schwarzmaterial wie etwa Eisen oder Baustahl (z.B. S235JR+AR) geschweißt. Beim Schweißen entstehendes Ozon zerfällt schneller an den beim MIG- und MAG-Schweißen entstehenden Rauchpartikeln und sonstigen Stäuben, zum Beispiel von Schleifarbeiten. Außerdem wird die Ozon-Strahlung von den dunklen Oberflächen der Werkstücke aus Schwarzmaterial schneller absorbiert. Anders verhält es sich jedoch beim WIG-Schweißen: Die mit diesem Verfahren bearbeiteten Werkstücke bestehen üblicherweise aus Aluminium oder Edelstahl. Ihre metallisch-blanken Oberflächen reflektieren die UV-Strahlung, sodass es auch in einiger Entfernung von der Schweißstelle noch zur Ozonbildung kommen kann.

WIG-SchweissenDie Reflexionen werden zusätzlich durch die geringe Rauchentwicklung beim WIG-Schweißen begünstigt. Je weniger Rauch entsteht, desto besser können sich die UV-Strahlen ausbreiten, was wiederum zu einer stärkeren Ozonbildung führt. Außerdem ist Ozon ein instabiles Gas: Rauch oder Staub würden seinen Zerfall zu Sauerstoff fördern, was bei einer geringen Rauchentwicklung nicht der Fall ist. Deshalb ist es wichtig, nicht nur eine Punktabsaugung zu verwenden, die den partikelförmigen Schweißrauch und das Ozon an der Entstehungsquelle erfasst. Eine unterstützende Hallenlüftung verhindert die Ozonausbreitung in der Werkshalle.

Auch auf die Elektrode kommt es beim WIG-Schweißen an

Wird beim WIG-Schweißen eine thoriumoxidhaltige Wolframelektrode verwendet, insbesondere bei Aluminium-Werkstoffen, ist der Schweißer einer radioaktiven Strahlenbelastung durch die Inhalation von Rauch ausgesetzt. Wie stark die Strahlenexposition ist, hängt davon ab, ob mit Gleichstrom oder Wechselstrom geschweißt wird: Beim WIG-Schweißen mit Gleichstrom ist davon auszugehen, dass durch die Inhalation von Thoriumoxid der Jahresgrenzwert von 6 Millisievert (mSv) nicht überschritten wird. Wird jedoch mit Wechselstrom geschweißt, z.B. bei Aluminium-Werkstoffen, kann der Grenzwert überschritten werden. Die Folge können Schäden an Knochenhaut, Knochenmark, Lunge und Leber sein. Grundsätzlich wird empfohlen, thoriumoxidhaltige Wolframelektroden zu vermeiden und stattdessen auf gleichwertige Zusätze wie etwa Cerium oder Lanthan zurückzugreifen. Ist das aus technischen Gründen nicht möglich, ist eine Absaugung an der Entstehungsstelle mit IFA-geprüften Filtergeräten (W3) erforderlich beziehungsweise beim Anschleifen der Elektroden mit Entstaubern der Staubklasse H 1 (siehe BGI 746).

Nicht zuletzt besteht beim WIG-Schweißen eine Gefahr durch krebserzeugende Gefahrstoffe, da häufig Chrom-Nickel-Stahl mit diesem Verfahren geschweißt wird. Dabei entstehen Nickeloxid und Chrom(VI)-Verbindungen, die die Atemwege reizen und das Nervensystem schädigen können. Ein effektiver Arbeitsschutz durch leistungsstarke Absaug- und Filtergeräte ist deshalb unabdingbar.

Serie: Schweißverfahren

Die Serie „Schweißverfahren“ beleuchtet die Gefahren hinter den gängigsten Schweißarten – vom Gas- über das Schutzgasschweißen bis hin zum Thermischen Spritzen. Welche Gefahrstoffe entstehen beim Schweißen eines bestimmten Werkstoffs? Welche Auswirkungen können diese nach aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnissen auf die Gesundheit der Schweißer haben? In neun Folgen berichten wir über folgende Themen:

  1. Teil: Gasschweißen
  2. Teil: Lichtbogenhandschweißen
  3. Teil: MAG-Schweißen
  4. Teil: MIG-Schweißen
  5. Teil: WIG-Schweißen
  6. Teil: Widerstandsschweißen
  7. Teil: Laserschweißen
  8. Teil: Thermisches Schneiden
  9. Teil: Thermisches Spritzen

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