Beim WIG-Schweißen lässt sich Schweißrauch wirksam absaugen, indem die Absaugung so nah wie möglich an der Schweißstelle ansetzt. Da WIG-Schweißrauch in geringen Mengen, aber hoher Schadstoffkonzentration entsteht, sind Erfassungselemente mit präziser Positionierung entscheidend. Welche Methoden, Abscheideklassen und Fehlerquellen dabei eine Rolle spielen, zeigen die folgenden Abschnitte.
Warum entsteht beim WIG-Schweißen überhaupt Schweißrauch?
Beim WIG-Schweißen entsteht Schweißrauch, weil die Lichtbogentemperatur Metall und Zusatzwerkstoffe lokal verdampft. Diese Metalldämpfe kondensieren beim Abkühlen sofort zu ultrafeinen Partikeln. Obwohl WIG als „saubereres” Verfahren gilt, produziert es dennoch gesundheitsgefährdende Schwebstoffe, die ohne Absaugung in die Atemluft gelangen.
Der Wolfram-Inertgas-Prozess arbeitet mit einer nicht abschmelzenden Wolframelektrode und einem inerten Schutzgas, meist Argon. Das Schutzgas verdrängt Sauerstoff und verhindert Oxidation, reduziert aber die Rauchentwicklung nur teilweise. Metalldämpfe aus dem Grundwerkstoff und dem Zusatzdraht entstehen trotzdem. Besonders bei hochlegierten Werkstoffen wie Edelstahl (Chrom-Nickel-Stählen) oder Titan bilden sich dabei Partikel mit aerodynamischen Durchmessern im Nanometerbereich, die tief in die Lunge eindringen können.
Ein weiterer Faktor: WIG-Schweißer arbeiten häufig in enger Körperhaltung über dem Werkstück. Die Atemzone liegt damit sehr nah an der Rauchquelle. Selbst geringe Rauchmengen führen so zu einer erheblichen persönlichen Exposition, wenn keine geeignete Schweißrauch-Absauganlage vorhanden ist.
Welche Schadstoffe enthält WIG-Schweißrauch konkret?
WIG-Schweißrauch enthält metallische Partikel, Metalloxide und gasförmige Verbindungen, deren genaue Zusammensetzung vom Grundwerkstoff abhängt. Beim Schweißen hochlegierter Chrom-Nickel-Stähle entstehen Chrom(VI)-Verbindungen und Nickeloxide, beide krebserzeugend nach TRGS 905. Für Chrom(VI) gilt dabei das Minimierungsgebot: Die Exposition ist so weit wie technisch möglich zu reduzieren, unabhängig von Grenzwerten.
Die typischen Schadstoffe im Überblick, geordnet nach Werkstoff:
- Baustahl (un- und niedriglegiert): Eisenoxide, Mangan, Siliziumdioxid
- Edelstahl / Chrom-Nickel-Stähle: Chrom(VI)-Verbindungen, Nickeloxide, Manganoxide
- Aluminium: Aluminiumoxide, Ozon (durch UV-Strahlung des Lichtbogens)
- Titan: Titanoxide, reaktive Feinstäube
- Kupfer und Kupferlegierungen: Kupferoxide, Zinkoxide (bei Messing)
Hinzu kommen gasförmige Schadstoffe: Ozon entsteht beim WIG-Schweißen durch die intensive UV-Strahlung des Lichtbogens in besonders hohen Konzentrationen, da kein Flussmittel oder keine Schlacke den Lichtbogen abdeckt. Stickoxide können ebenfalls auftreten. Die Arbeitsplatzgrenzwerte für diese Stoffe sind in der TRGS 900 gelistet. Für krebserzeugende Bestandteile wie Chrom(VI) greift zusätzlich das risikobezogene Maßnahmenkonzept der TRGS 910 mit Akzeptanz- und Toleranzkonzentration.
Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte.
Welche Absaugmethoden eignen sich für das WIG-Schweißen?
Für die Schweißrauchabsaugung beim WIG-Schweißen kommen drei Methoden in Betracht: die Punktabsaugung mit Absaugarm, die brennerintegrierte Absaugung und die Hallenabsaugung als ergänzende Maßnahme. Die Wahl hängt vom Werkstück, der Schweißposition und dem verfügbaren Bauraum ab. Grundsätzlich gilt: Je näher die Erfassung an der Entstehungsstelle, desto geringer der erforderliche Volumenstrom.
Punktabsaugung mit Absaugarm
Der Absaugarm ist die am häufigsten eingesetzte Methode beim WIG-Schweißen. Er wird manuell in die Nähe der Schweißstelle positioniert, idealerweise seitlich und leicht versetzt, um den Schutzgasmantel nicht zu stören. Der Absaugarm erfasst den aufsteigenden Rauch, bevor er die Atemzone des Schweißers erreicht. Für stationäre Arbeitsplätze eignet sich ein wandmontierter oder deckenmontierter Arm, für wechselnde Positionen ein mobiler Standarm.
Brennerintegrierte Absaugung
Bei der brennerintegrierten Absaugung ist die Absaugdüse direkt am Schweißbrenner montiert. Sie erfasst Schweißrauch unmittelbar an der Entstehungsstelle. Beim WIG-Verfahren ist diese Methode technisch anspruchsvoller als bei MIG/MAG, da der Schutzgasmantel durch den Absaugsog nicht beeinträchtigt werden darf. DIN EN ISO 21904-3 definiert den Mindesterfassungsgrad für brennerintegrierte Absaugsysteme. In der Praxis setzt diese Methode präzise abgestimmte Volumenströme voraus.
Hallenabsaugung als Ergänzung
Eine Hallenlüftung oder Raumlüftung in der Schweißerei ersetzt die Quellenabsaugung nicht, sondern ergänzt sie. Sie reduziert die Hintergrundbelastung in der gesamten Halle und schützt Personen, die nicht direkt schweißen. Nach DGUV Regel 109-002 (Arbeitsplatzlüftung – Lufttechnische Maßnahmen) ist die technische Lüftung als ergänzende Maßnahme zu planen, wenn die Quellenabsaugung allein nicht ausreicht. Absauganlagen für Schweißereien lassen sich dabei mit Wärmerückgewinnung kombinieren, um Energiekosten zu reduzieren.
Warum ist die Absaugung beim WIG-Schweißen technisch anspruchsvoller als bei anderen Verfahren?
Die Absaugung beim WIG-Schweißen ist technisch anspruchsvoller als bei MIG/MAG, weil der Schutzgasmantel aus Argon empfindlich auf Luftströmungen reagiert. Ein zu hoher Absaugsog in unmittelbarer Brennernähe kann das Schutzgas verdrängen und die Schweißnahtqualität verschlechtern. Gleichzeitig ist die Rauchentwicklung beim WIG-Prozess geringer, aber feiner und damit schwerer zu erfassen.
Konkrete technische Herausforderungen im WIG-Prozess:
- Schutzgasstörung: Zu starker Sog in Brennernähe verdünnt das Argon-Schutzgas und verursacht Porosität in der Schweißnaht.
- Feine Partikelgröße: WIG-Rauchpartikel sind im Vergleich zu MIG/MAG-Partikeln kleiner, was höhere Anforderungen an den Filter stellt.
- Wechselnde Positionen: WIG-Schweißer arbeiten oft in engen, schwer zugänglichen Bereichen oder in Zwangspositionen, wo ein Absaugarm schwer zu positionieren ist.
- Ozonbildung: Die intensive UV-Strahlung des WIG-Lichtbogens erzeugt mehr Ozon als viele andere Schweißverfahren. Ozon ist gasförmig und wird von Partikelfiltern allein nicht zurückgehalten.
Für Ozon und andere gasförmige Schadstoffe ist eine zusätzliche Aktivkohlestufe erforderlich, da Aktivkohle gegen die Gasphase wirkt, nicht gegen Partikel. Bei Kombinationen aus Partikelrauch und Gasen muss die Partikelabscheidung stets vor der Gasphasenbehandlung erfolgen.
Welche Abscheideklasse ist für WIG-Schweißrauch notwendig?
Für WIG-Schweißrauch gelten die Abscheideklassen W1, W2 oder W3 nach DIN EN ISO 21904-2, abhängig vom Grundwerkstoff. Diese Abscheideklassen gelten ausschließlich für Schweißrauchabscheider und dürfen nicht mit den Staubklassen L/M/H für Entstauber verwechselt werden. Maßgeblich für die Auswahl ist die Gefährdungsbeurteilung nach TRGS 528.
Die Zuordnung der Abscheideklassen nach Werkstoff:
- W1 (mindestens 95 % Abscheidegrad): Für un- und niedriglegierte Stähle (Baustahl) beim WIG-Schweißen.
- W2 (mindestens 98 % Abscheidegrad): Für legierte Stähle mit bis zu 30 % Chrom-/Nickel-Anteil.
- W3 (mindestens 99 % Abscheidegrad, IFA-geprüft): Für hochlegierte Chrom-Nickel-Stähle und Edelstahl mit über 30 % Anteil. Beim Schweißen dieser Werkstoffe fordert TRGS 528 Abscheider der Abscheideklasse W3.
Da WIG-Schweißen häufig an Edelstahl und hochwertigen legierten Stählen eingesetzt wird, ist W3 in der Praxis die am häufigsten erforderliche Abscheideklasse. W3-Geräte sind IFA-geprüft und tragen eine entsprechende Kennzeichnung. Für den Umluftbetrieb, also die Rückführung der gereinigten Luft in den Arbeitsbereich, gelten bei krebserzeugenden Schadstoffen zusätzlich die Anforderungen der TRGS 560.
Wichtige Abgrenzung: Die Abscheideklassen W1 bis W3 nach DIN EN ISO 21904-2 gelten ausschließlich für Schweißrauch. Für trockene Staubabsaugung, etwa an Schleifarbeitsplätzen, gilt die Gerätestaubklasse L/M/H nach DIN EN IEC 60335-2-69. Beide Systeme dürfen nicht gleichgesetzt werden.
Was sind die häufigsten Fehler bei der Absaugung von WIG-Schweißrauch?
Die häufigsten Fehler bei der Schweißrauchabsaugung beim WIG-Schweißen sind falsch positionierte Erfassungselemente, eine zu niedrig gewählte Abscheideklasse und das Fehlen einer Gasphasenstufe für Ozon. Diese Fehler führen entweder zu unzureichendem Gesundheitsschutz oder zu Qualitätsproblemen an der Schweißnaht.
Die wichtigsten Fehlerquellen im Detail:
- Absaugarm zu weit von der Schweißstelle: Schon ein Abstand von mehr als 30 bis 40 cm reduziert die Erfassungsleistung erheblich. Der Arm muss nah, aber ohne Schutzgasstörung positioniert werden.
- Falsche Abscheideklasse: Wer beim Edelstahl-WIG-Schweißen nur W1 oder W2 einsetzt, erfüllt nicht die Anforderungen der TRGS 528 und unterschreitet den geforderten Abscheidegrad für Chrom(VI)-haltige Partikel.
- Keine Aktivkohlestufe bei Ozonbelastung: Partikelfilter halten Ozon nicht zurück. Ohne Gasphasenadsorption verbleibt Ozon in der Raumluft.
- Umluftbetrieb ohne Prüfung der TRGS 560: Wer gereinigte Luft zurückführt, muss sicherstellen, dass die Restkonzentration krebserzeugender Stoffe die zulässigen Werte nach TRGS 560 nicht überschreitet.
- Keine Gefährdungsbeurteilung als Grundlage: Ohne Gefährdungsbeurteilung nach § 6 GefStoffV fehlt die dokumentierte Grundlage für die Geräte- und Filterauswahl. Die Beurteilung muss den Werkstoff, den Prozess und die Expositionssituation berücksichtigen.
- Abscheideklassen mit Staubklassen verwechseln: W1/W2/W3 klassifizieren Schweißrauchabscheider. L/M/H klassifizieren Entstauber. Wer diese Systeme gleichsetzt, wählt möglicherweise das falsche Gerät für die Anwendung.
Eine korrekt ausgelegte Schweißrauchabsaugung beginnt immer mit der Gefährdungsbeurteilung. Erst danach lassen sich Erfassungselement, Volumenstrom, Abscheideklasse und Betriebsart (Umluft oder Abluft) verbindlich festlegen.
So unterstützt ULMATEC bei der Absaugung von WIG-Schweißrauch
ULMATEC analysiert für jeden WIG-Schweißarbeitsplatz den Werkstoff, den Prozess und den erforderlichen Volumenstrom und entwickelt, fertigt und montiert die passende Absauganlage dazu, hergestellt in Deutschland. Dabei decken wir das gesamte Spektrum ab, das beim WIG-Schweißen relevant ist:
- Auslegung von Absauganlagen mit Abscheideklasse W2 oder W3 nach DIN EN ISO 21904-2, IFA-geprüft für Edelstahl und hochlegierte Chrom-Nickel-Stähle
- Integration von Aktivkohlestufen zur Ozonabscheidung, abgestimmt auf den WIG-Prozess
- Mobile und stationäre Lösungen für Einzelarbeitsplätze sowie zentrale Absauganlagen für mehrere Schweißarbeitsplätze mit Luftvolumen bis 250.000 m³/h
- Prüfung der Umluftfähigkeit nach TRGS 560 und vollständige technische Dokumentation für die Gefährdungsbeurteilung
- Unsere Anlagen sind meist förderfähig nach BAFA und KfW. Fragen Sie uns dazu an. Unsere Bewilligungsquote für Förderungen liegt bei 100 %.
Wenn Sie die Absaugung Ihres WIG-Schweißarbeitsplatzes normkonform auslegen oder nachrüsten möchten, sprechen Sie uns an. Unsere Spezialisten bewerten Ihre Situation und legen die Anlage technisch verbindlich aus. Jetzt Kontakt aufnehmen und eine individuelle Beratung anfordern.
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