Luftreinigung in einer industriellen Schweißerei funktioniert durch die gezielte Erfassung von Schweißrauch direkt an der Entstehungsstelle, die anschließende Filterung über mehrstufige Filtersysteme und die Rückführung oder Ableitung der gereinigten Luft. Welche Technik dabei zum Einsatz kommt, hängt vom Werkstoff, dem Schweißverfahren und der Hallenstruktur ab. Die folgenden Fragen beleuchten jeden Schritt dieses Prozesses, von der Schadstoffentstehung bis zur Normkonformität.
Welche Schadstoffe entstehen beim Schweißen in der Luft?
Beim Schweißen entstehen zwei Hauptgruppen von Schadstoffen: Partikel (Schweißrauch) und gasförmige Stoffe. Schweißrauch besteht aus ultrafeinen Metalloxidpartikeln mit Durchmessern im Nanometerbereich, die tief in die Lunge eindringen. Gasförmige Schadstoffe umfassen Stickoxide, Kohlenmonoxid und Ozon. Welche Stoffe konkret entstehen, bestimmt der verarbeitete Werkstoff.
Besonders kritisch ist das Schweißen von legierten und hochlegierten Stählen. Bei Chrom-Nickel-Stählen (Edelstahl) entsteht sechswertiges Chrom, kurz Cr(VI), das als krebserzeugend eingestuft ist. Für Cr(VI) gilt kein AGW im klassischen Sinne, sondern das Minimierungsgebot nach TRGS 910: Die Toleranzkonzentration beträgt 1,0 µg/m³ (E-Fraktion), und die Exposition ist so weit wie technisch möglich zu reduzieren. Krebserzeugende Nickelverbindungen der Kategorien 1A/1B, die ebenfalls beim Edelstahlschweißen freigesetzt werden, unterliegen nach TRGS 910 einer Akzeptanz- und Toleranzkonzentration von jeweils 6 µg/m³ (A-Fraktion, bezogen auf Nickel).
Auch Aluminium und verzinkter Stahl stellen besondere Anforderungen. Beim Schweißen von verzinktem Stahl entsteht Zinkoxidrauch, der Metalldampffieber verursachen kann. Aluminium erzeugt reaktiven Feinstaub, der unter bestimmten Bedingungen explosionsgefährlich ist. Beim MIG/MAG-Schweißen und beim WIG-Schweißen unterscheiden sich die Rauchmengen erheblich: MIG/MAG produziert deutlich mehr Schweißrauch als WIG, was bei der Auslegung der Absauganlage berücksichtigt werden muss.
- Unlegierter Baustahl: Eisenoxide, Mangan, geringe Toxizität
- Edelstahl (Cr/Ni-Anteil über 5 %): Cr(VI), krebserzeugende Nickelverbindungen der Kategorien 1A/1B
- Aluminium: Aluminiumoxid, reaktiver Feinstaub, Explosionsgefahr
- Verzinkter Stahl: Zinkoxid, Metalldampffieber
- Gasförmig (alle Verfahren): Stickoxide, CO, Ozon
Wie wird Schweißrauch technisch erfasst und abgesaugt?
Schweißrauch wird am wirksamsten direkt an der Entstehungsstelle erfasst, bevor er sich in der Hallenluft verteilt. Dafür stehen verschiedene Erfassungselemente zur Verfügung: Absaugarme, Brennerabsaugung (integriert in den Schweißbrenner), Absaugtische und Schweißkabinen mit integrierter Absaugung. Je näher das Erfassungselement an der Schweißstelle sitzt, desto geringer muss der Volumenstrom sein.
Punktabsaugung mit Absaugarm
Der Absaugarm ist das am häufigsten eingesetzte Erfassungselement beim Schweißen. Er wird manuell in die Nähe der Schweißstelle positioniert und erfasst den aufsteigenden Rauch über einen Trichter oder eine Haube. Der Absaugarm eignet sich für stationäre Schweißarbeitsplätze und deckt einen Erfassungsbereich von typischerweise 0,5 bis 1,5 Metern ab. Wichtig: Der Arm muss regelmäßig nachgeführt werden, da er sonst wirkungslos ist.
Brennerintegrierte Absaugung
Bei der Brennerabsaugung ist die Absaugdüse direkt in den Schweißbrenner integriert. Diese Methode erfasst den Rauch unmittelbar an der Quelle und erreicht damit den höchsten Erfassungsgrad. Sie wird besonders beim MIG/MAG-Schweißen eingesetzt und eignet sich gut für automatisierte Schweißanlagen und Schweißroboter. DIN EN ISO 21904-3 definiert Anforderungen an den Erfassungsgrad brennerintegrierter Absaugung.
Absaugtisch und Schweißkabine
Beim Schweißen kleinerer Bauteile bieten Absaugtische eine gute Lösung: Der Tisch hat eine perforierte Arbeitsfläche, durch die der Rauch von unten abgesaugt wird. Schweißkabinen mit integrierter Absaugung kapseln den Arbeitsplatz und eignen sich besonders dann, wenn mehrere Schadstoffe gleichzeitig entstehen oder hohe Rauchmengen anfallen. Für die Auslegung gilt: Der Volumenstrom muss auf den tatsächlichen Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF) abgestimmt sein, also auf das Verhältnis gleichzeitig aktiver Absaugstellen zu sämtlichen Absaugstellen. Unter Berücksichtigung des Gleichzeitigkeitsfaktors kann die Absauganlage abhängig von den tatsächlichen Produktionsabläufen bis zu 40 % kleiner dimensioniert werden.
Welche Filtertechnologien kommen in Schweißereien zum Einsatz?
In Schweißereien kommen drei Filtertechnologien zum Einsatz: Trockenfilter (Patronenfilter), Nassabscheider und Kombinationssysteme. Die Wahl hängt vom Werkstoff, dem Schweißverfahren und der Frage ab, ob die gereinigte Luft in die Halle zurückgeführt (Umluft) oder nach außen abgeleitet (Abluft) werden soll.
Trockenfilter (Patronenfilter, CF-Serie)
Patronenfilter sind die Standardlösung für die meisten Schweißanwendungen. Sie scheiden Schweißrauchpartikel trocken ab und können bei geeignetem Filtermedium im Umluftbetrieb eingesetzt werden. Für die Abscheideklasse gilt: Beim Schweißen von unlegierten und niedriglegierten Stählen (Cr/Ni-Anteil unter 5 %) ist Abscheideklasse W1 mit mindestens 95 % Abscheidegrad nach DIN EN ISO 21904-2 ausreichend. Für legierte Stähle mit 5 bis 30 % Cr/Ni-Anteil ist W2 mit mindestens 98 % erforderlich. Beim Schweißen hochlegierter Chrom-Nickel-Stähle fordert TRGS 528 Abscheider der Abscheideklasse W3 mit mindestens 99 % Abscheidegrad. W3-Geräte werden vom Institut für Arbeitsschutz der DGUV (IFA) geprüft.
Nassabscheider
Nassabscheider binden den Staub durch Kontakt mit Wasser oder einer Flüssigkeit. Sie sind die richtige Wahl, wenn reaktive Stäube entstehen, etwa beim Schweißen oder Schleifen von Aluminium, Magnesium oder Titan. Diese Stäube können im trockenen Zustand explosionsgefährlich sein. Bei Aluminium und Magnesium kann dabei Wasserstoff entstehen, der ab einem Volumenanteil von etwa 4 % mit Luft explosionsfähig ist – auch im Stillstand. Die Wasserstoffgefahr muss durch eine geeignete Auslegung beherrscht werden. Dazu gehören Entlüftungsöffnungen am Abscheider, ein Luftwechsel am Aufstellungsort von mindestens 1/h auch im Stillstand sowie durchgehender Potenzialausgleich. Maßgeblich sind die für die Anwendung einschlägigen Anforderungen, insbesondere DGUV Regel 109-001 und DGUV Information 209-090. Die Eignung ist anwendungsbezogen zu prüfen; bei Aluminium und Magnesium ist Nassabscheidung ein regelwerksseitig vorgesehenes Verfahren. Für den Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen gelten zusätzlich die ATEX-Richtlinien 2014/34/EU und 1999/92/EG.
Ein wichtiger Hinweis zur Begrifflichkeit: Die Abscheideklassen W1/W2/W3 nach DIN EN ISO 21904-2 gelten ausschließlich für Schweißrauch. Sie dürfen nicht auf Zerspanungsstaub, Schleifstaub oder Kühlschmierstoffaerosole angewendet werden. Für trockene Staubabsaugung gilt die Gerätestaubklasse L/M/H nach DIN EN IEC 60335-2-69, abgeleitet vom AGW des jeweiligen Staubs.
Was ist der Unterschied zwischen Zentral- und Einzelabsaugung?
Bei der Einzelabsaugung (dezentrale Absaugung) hat jeder Schweißarbeitsplatz ein eigenes, mobiles oder stationäres Absauggerät. Bei der Zentralabsaugung sind alle Arbeitsplätze über ein Rohrleitungsnetz an eine gemeinsame, zentrale Absauganlage angeschlossen. Welches System wirtschaftlicher ist, hängt von der Anzahl der Arbeitsplätze, dem Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF) und der Hallenstruktur ab.
Dezentrale Einzelabsaugung
Mobile Schweißrauchabsauggeräte sind flexibel einsetzbar und eignen sich für Werkstätten mit wechselnden Schweißpositionen oder wenigen Arbeitsplätzen. Sie lassen sich ohne bauliche Maßnahmen nachrüsten und sind bei kleineren Betrieben oft die wirtschaftlichere Wahl. Der Nachteil: Jedes Gerät muss separat gewartet werden, und bei vielen Arbeitsplätzen steigen Investitions- und Betriebskosten überproportional.
Zentrale Absauganlage
Zentrale Absauganlagen sind für Schweißereien mit mehreren Arbeitsplätzen ausgelegt. Alle Erfassungselemente sind über ein Rohrleitungsnetz mit einem zentralen Filteraggregat verbunden. Die Auslegung berücksichtigt den GZF: Wenn in einer Halle mit 20 Absaugstellen erfahrungsgemäß maximal 12 gleichzeitig aktiv sind, entspricht das einem GZF von 0,6. Unter Berücksichtigung des Gleichzeitigkeitsfaktors kann die Absauganlage abhängig von den tatsächlichen Produktionsabläufen bis zu 40 % kleiner dimensioniert werden, was Investitions- und Energiekosten senkt. Die stationäre Absauganlage bietet zudem eine zentrale Filterwartung und einheitliche Normkonformität für alle Arbeitsplätze.
Welche Normen und Grenzwerte gelten für die Luftreinhaltung beim Schweißen?
Die zentrale Regelung für Schweißarbeitsplätze ist TRGS 528 (Technische Regeln für Gefahrstoffe, Schweißtechnische Arbeiten). Sie legt fest, welche Schutzmaßnahmen beim Schweißen erforderlich sind, und fordert vorrangig die Erfassung von Schweißrauch direkt an der Entstehungsstelle. Ergänzend gelten die Gefahrstoffverordnung (GefStoffV), DGUV-Regeln und die Geräteanforderungen nach DIN EN ISO 21904.
Für den Allgemeinen Staubgrenzwert (A-Staub) gilt in Deutschland ein Wert von 1,25 mg/m³ nach TRGS 900. Für spezifische Schweißrauchemissionen wie Cr(VI) gilt kein AGW, sondern das Minimierungsgebot nach TRGS 910; die Toleranzkonzentration beträgt 1,0 µg/m³ (E-Fraktion). Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte. Investitionssicherheit entsteht nur durch eine vollständige Gefährdungsbeurteilung als Grundlage der Geräte- und Filterauswahl.
Die folgende Übersicht zeigt die wichtigsten Regelwerke im Überblick:
- Unlegierter Baustahl, Schweißrauch: TRGS 528, DIN EN ISO 21904-2, Abscheideklasse W1
- Legierter Stahl (Cr/Ni 5-30 %): TRGS 528, DIN EN ISO 21904-2, Abscheideklasse W2
- Hochlegierter Edelstahl (Cr/Ni über 30 %), Cr(VI): TRGS 528, TRGS 910, DIN EN ISO 21904-2, Abscheideklasse W3 (IFA-geprüft)
- Aluminium, Magnesium, Titan (reaktiv): GefStoffV, ATEX 2014/34/EU, Nassabscheider erforderlich
Wichtig: DIN EN ISO 21904 gilt ausschließlich für Schweißrauch und verwandte Verfahren wie thermisches Schneiden, Löten und thermisches Spritzen. Diese Norm gilt ausdrücklich nicht für Zerspanung, Kühlschmierstoffaerosole oder Kunststoff-, Holz- oder Carbonfaserstaub. Für krebserzeugende Kunststoffstäube aus mechanischen Bearbeitungsprozessen sind die Anforderungen nach GefStoffV sowie TRGS 504 und DGUV maßgeblich.
Lässt sich Wärmerückgewinnung mit der Absauganlage kombinieren?
Ja, Wärmerückgewinnung lässt sich mit einer Schweißrauch-Absauganlage kombinieren, wenn die gereinigte Luft im Umluftbetrieb in die Halle zurückgeführt wird. Dabei wird die Abwärme aus Prozessen oder der Hallenheizung nicht mit der Abluft nach außen geführt, sondern bleibt im Gebäude. Das senkt den Heizenergiebedarf messbar, besonders in Schweißhallen mit hohem Luftwechsel.
Voraussetzung für den Umluftbetrieb ist, dass die gefilterte Luft den Anforderungen der TRGS 528 und der einschlägigen Normen entspricht. Bei krebserzeugenden Schweißrauchemissionen, etwa beim Schweißen hochlegierter Chrom-Nickel-Stähle, ist für die Luftrückführung eine W3-Zertifizierung nach DIN EN ISO 21904 Pflicht. Bei krebserzeugenden Schweißrauchemissionen wie kobalthaltigem Schweißrauch empfiehlt sich grundsätzlich eine externe Prüfung.
Für Betriebe mit Schweißarbeitsplätzen in der Produktion lässt sich die Kombination aus Luftreinhaltung, Hallenbelüftung und Wärmerückgewinnung in einer zentralen Anlage abbilden. Das reduziert nicht nur den Energieverbrauch, sondern vereinfacht auch Wartung und Dokumentation. Die Wirtschaftlichkeit dieser Kombination hängt von der Hallengröße, dem Luftwechselbedarf und den lokalen Energiekosten ab und sollte im Rahmen der Anlagenplanung berechnet werden.
Wie ULMATEC bei der Schweißrauchabsaugung unterstützt
Für Betreiber in metallverarbeitenden Betrieben, die Schweißrauch normkonform und energieeffizient abführen müssen, analysieren wir bei ULMATEC den jeweiligen Werkstoff, Prozess und Volumenstrom und entwickeln, fertigen und montieren die passende Absauganlage dazu. Auslegung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme erfolgen aus einer Hand, hergestellt in Deutschland.
- Abscheideklassen W1 bis W3: Wir legen die Absauganlage auf den tatsächlichen Werkstoff aus, inklusive IFA-geprüfter W3-Technik für Edelstahl und Cr(VI)-Emissionen.
- Zentral- und Einzellösungen: Von der mobilen Einzelabsaugung bis zur zentralen Absauganlage für mehrere Schweißarbeitsplätze, ausgelegt nach dem Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF).
- Nassabscheider für reaktive Stäube: Für Aluminium, Magnesium und Titan setzen wir Nassabscheider ein, die das Explosionsrisiko verringern und ATEX-Anforderungen berücksichtigen. Die erforderlichen Schutzmaßnahmen werden anwendungsbezogen ermittelt.
- Wärmerückgewinnung: Auf Wunsch planen wir die Anlage für den Umluftbetrieb mit Wärmerückgewinnung, um Heizkosten dauerhaft zu senken.
- Normkonforme Dokumentation: Alle Anlagen werden inklusive technischer Dokumentation geliefert. Unsere Anlagen sind meist förderfähig nach BAFA und KfW. Fragen Sie uns dazu an. Unsere Bewilligungsquote für Förderungen liegt bei 100 %.
Sprechen Sie uns an: Über unser Kontaktformular erhalten Sie eine konkrete Auslegungsempfehlung für Ihre Schweißerei, inklusive Normreferenz und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung.
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