Wer in der Metallverarbeitung oder im Maschinenbau arbeitet, begegnet täglich zwei unsichtbaren Risiken: Schweißrauch und Schweißgase. Beide entstehen beim Schweißen, unterscheiden sich jedoch grundlegend in ihrer Zusammensetzung, ihrer Wirkung auf den Körper und den Maßnahmen, die zu ihrer Kontrolle erforderlich sind. Wer diese Unterschiede kennt, trifft bessere Entscheidungen bei der Planung von Absauganlagen und schützt seine Mitarbeiter wirksam.
Dieser Artikel beantwortet die wichtigsten Fragen rund um Schweißrauch und Schweißgase: Was genau sind sie, wie entstehen sie, welche Gesundheitsrisiken gehen von ihnen aus, und welche Normen schreiben vor, wie Betreiber handeln müssen?
Was ist Schweißrauch und wie entsteht er?
Schweißrauch ist ein Gemisch aus feinsten festen Partikeln, das beim Schweißen durch Verdampfung und anschließende Kondensation von Metall und Schweißzusätzen entsteht. Die Partikel sind so klein, dass sie tief in die Atemwege eindringen können. Typische Partikelgrößen liegen im Bereich unter 1 Mikrometer.
Beim Schweißen erhitzen sich Grundwerkstoff, Elektrode oder Schweißdraht auf Temperaturen, bei denen Metall verdampft. Dieser Metalldampf kühlt sich unmittelbar in der Umgebungsluft ab und kondensiert zu winzigen Feststoffpartikeln. Diese Partikel bilden sichtbare Rauchschwaden, die man als Schweißrauch bezeichnet.
Die genaue Zusammensetzung des Schweißrauchs hängt vom Grundwerkstoff und den verwendeten Schweißzusätzen ab. Beim Schweißen von unlegiertem Stahl entsteht vor allem Eisenoxid. Bei legierten Stählen kommen Chrom- und Nickelverbindungen hinzu, bei verzinkten Materialien Zinkoxid. Jeder dieser Bestandteile hat ein eigenes Gefährdungspotenzial.
Was sind Schweißgase und woher kommen sie?
Schweißgase sind gasförmige Schadstoffe, die beim Schweißen entstehen. Sie sind unsichtbar und geruchlos oder geruchsschwach. Zu den häufigsten Schweißgasen zählen Kohlenmonoxid, Stickoxide, Ozon und Phosgen. Im Gegensatz zu Schweißrauch lassen sie sich nicht sehen und werden deshalb oft unterschätzt.
Schweißgase entstehen durch verschiedene Mechanismen. Ozon bildet sich, wenn UV-Strahlung des Lichtbogens auf Luftsauerstoff trifft. Stickoxide entstehen durch die Reaktion von Stickstoff und Sauerstoff bei hohen Temperaturen. Kohlenmonoxid entsteht bei unvollständiger Verbrennung oder durch die Reaktion von Kohlendioxid im Schutzgas.
Bestimmte Schweißverfahren produzieren mehr Gase als andere. Das MIG/MAG-Schweißen mit CO2-haltigem Schutzgas erzeugt beispielsweise mehr Kohlenmonoxid als das WIG-Schweißen. Auch Beschichtungen auf dem Grundwerkstoff, etwa Lacke oder Öle, können beim Erhitzen zusätzliche Gase freisetzen. Für Betreiber in der Metallverarbeitung ist die genaue Kenntnis des Schweißverfahrens und des Grundwerkstoffs daher entscheidend für die richtige Planung der Absaugung.
Was ist der Unterschied zwischen Schweißrauch und Schweißgasen?
Der zentrale Unterschied liegt im Aggregatzustand: Schweißrauch besteht aus festen Partikeln, Schweißgase aus gasförmigen Verbindungen. Beide entstehen gleichzeitig beim Schweißen, erfordern aber unterschiedliche Filtertechnologien, um wirksam aus der Atemluft entfernt zu werden.
Schweißrauch lässt sich durch mechanische Filtermedien, etwa Kartuschenfilter oder Gewebefilter, effektiv abscheiden. Partikel unter 1 Mikrometer erfordern hocheffiziente Filter der Klassen H13 oder H14 nach EN 1822. Schweißgase hingegen passieren mechanische Filter ungehindert. Für ihre Abscheidung sind Aktivkohlefilter oder katalytische Verfahren notwendig.
Warum die Unterscheidung praktisch wichtig ist
Wer nur einen Partikelfilter einsetzt, entfernt den sichtbaren Rauch, lässt aber unsichtbare Gase ungehindert in die Atemluft. Wer nur auf Gasabscheidung setzt, lässt Feinpartikel im Raum. Typische Herausforderung: Betreiber beurteilen die Luftqualität nach der Sichtbarkeit des Rauchs. Ist der Rauch weg, fühlt sich die Luft sauber an, obwohl Gase weiterhin vorhanden sein können.
Die Kombination beider Schadstoffe macht eine kombinierte Absaugstrategie notwendig. Das bedeutet: zuerst mechanische Filtration für Partikel, dann nachgeschaltete Gasabscheidung für gasförmige Verbindungen. Nur so lässt sich eine vollständige Luftreinigung erreichen.
Welche gesundheitlichen Risiken haben Schweißrauch und Schweißgase?
Schweißrauch und Schweißgase sind anerkannte Gesundheitsgefahren. Die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) stuft Schweißrauch seit 2017 als krebserzeugend für den Menschen ein (Gruppe 1). Schweißgase wie Stickoxide und Ozon schädigen die Atemwege akut und können bei hohen Konzentrationen lebensgefährlich sein.
Gesundheitsrisiken durch Schweißrauch
Feine Schweißrauchpartikel dringen bis in die Alveolen der Lunge vor. Dort lösen sie Entzündungsreaktionen aus. Langfristige Exposition erhöht das Risiko für Lungenkrebs, Silikose und andere Berufskrankheiten. Chrom(VI)-Verbindungen, die beim Schweißen von Edelstahl entstehen, sind besonders krebserzeugend.
Gesundheitsrisiken durch Schweißgase
Ozon reizt Schleimhäute und Atemwege bereits bei niedrigen Konzentrationen. Stickoxide können Lungenödeme verursachen. Kohlenmonoxid verdrängt Sauerstoff aus dem Blut und kann bei hohen Konzentrationen zur Bewusstlosigkeit führen. Besonders gefährlich: Diese Gase sind geruchlos oder geruchsschwach und werden ohne Messgeräte nicht wahrgenommen.
Wie werden Schweißrauch und Schweißgase wirksam abgesaugt?
Eine wirksame Absaugung von Schweißrauch und Schweißgasen erfordert eine mehrstufige Filtrationsanlage. Der erste Schritt ist die Erfassung möglichst nah an der Entstehungsquelle. Dann folgt die Filtration: Partikel durch mechanische Filter, Gase durch Aktivkohle oder katalytische Stufen. Nur dieser kombinierte Ansatz erfüllt die Anforderungen der DGUV und der TRGS.
Bei der Auslegung einer Schweißrauchanlage sind mehrere Faktoren entscheidend. Das benötigte Luftvolumen hängt vom Schweißverfahren, der Arbeitsplatzgeometrie und der Anzahl gleichzeitig aktiver Schweißstellen ab. Der Gleichzeitigkeitsfaktor, also wie viele Absaugstellen gleichzeitig in Betrieb sind, kann die Anlagengröße um bis zu 80 Prozent reduzieren. Dieser Faktor wird bei Kundenanfragen häufig nicht angegeben, obwohl er die Dimensionierung entscheidend beeinflusst.
Für die Planung einer Absauganlage für Schweißrauch gilt: Zuerst den Prozess genau beschreiben, dann das Luftvolumen berechnen, dann die passende Filterkombination auswählen. Dezentrale Lösungen eignen sich für einzelne Schweißarbeitsplätze. Zentrale Absauganlagen sind bei mehreren Arbeitsplätzen oft wirtschaftlicher und leichter zu warten.
Welche Normen und Grenzwerte gelten für Schweißrauch und Schweißgase?
Für Schweißrauch und Schweißgase am Arbeitsplatz gelten in Deutschland klare gesetzliche Vorgaben. Die TRGS 900 legt Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) für einzelne Schadstoffe fest. Die DGUV Information 209-010 beschreibt konkrete Schutzmaßnahmen beim Schweißen. Betreiber sind verpflichtet, diese Grenzwerte einzuhalten und ihre Maßnahmen zu dokumentieren.
Relevante Grenzwerte nach TRGS 900
Nach TRGS 900 gilt für alveolengängigen Staub (A-Fraktion) ein allgemeiner Staubgrenzwert von 1,25 mg/m³. Für spezifische Schweißrauchbestandteile gelten strengere Werte. Chrom(VI)-Verbindungen haben einen AGW von 0,05 mg/m³. Für Mangan beträgt der AGW 0,02 mg/m³ als einatembarer Staub. Diese Werte müssen durch Messungen am Arbeitsplatz nachgewiesen werden.
DGUV-Anforderungen für Betreiber
Nach DGUV Vorschrift 1 und den zugehörigen Informationen sind Betreiber verpflichtet, eine Gefährdungsbeurteilung durchzuführen. Diese muss alle auftretenden Schadstoffe, also Rauch und Gase, erfassen. Technische Schutzmaßnahmen haben Vorrang vor persönlicher Schutzausrüstung. Das bedeutet: Eine funktionierende Absauganlage ist Pflicht, Atemschutz ist nur ergänzend zulässig. Bei der nächsten BG-Prüfung wird genau das geprüft.
Anlagen zur Absaugung von Schweißrauch müssen außerdem den Anforderungen der DIN EN ISO 21904 entsprechen. Diese Norm legt Mindestanforderungen an Erfassungselemente, Filterleistung und Sicherheitsausstattung fest. Betreiber sollten sicherstellen, dass ihre Anlagen regelmäßig gewartet und dokumentiert werden, um die Normkonformität dauerhaft nachweisen zu können.
Wie ULMATEC bei der Absaugung von Schweißrauch und Schweißgasen hilft
Wir bei ULMATEC entwickeln, fertigen und montieren industrielle Absauganlagen speziell für Schweißrauch und Schweißgase. Unsere Anlagen sind für Luftvolumen von 3.000 bis 250.000 m³/h ausgelegt und erfüllen die Anforderungen nach DGUV, TRGS 900 und DIN EN ISO 21904.
Typische Herausforderung unserer Kunden: Sie wissen nicht, welches Luftvolumen sie benötigen, und haben keinen Überblick über alle auftretenden Schadstoffe. Genau hier setzen wir an:
- Prozessanalyse: Wir erfassen, welche Schweißverfahren und Grundwerkstoffe eingesetzt werden und welche Schadstoffe dabei entstehen.
- Luftvolumenberechnung: Wir berechnen den tatsächlichen Bedarf unter Berücksichtigung des Gleichzeitigkeitsfaktors.
- Filterkombination: Aus über 100 Filterkombinationen wählen wir die passende Lösung für Partikel und Gase.
- Modulares Baukastensystem: Unsere Anlagen lassen sich flexibel erweitern, wenn Produktionsprozesse wachsen.
- Förderfähigkeit: Alle Anlagen sind BAFA- und KfW-förderfähig und werden mit vollständiger technischer Dokumentation geliefert.
Für Betreiber in der Metallfertigung, die ihre Schweißarbeitsplätze normkonform ausrüsten müssen, ist eine fundierte Beratung der erste Schritt. Nehmen Sie Kontakt mit uns auf und beschreiben Sie Ihren Schweißprozess. Wir berechnen den Bedarf und zeigen Ihnen, welche Anlage für Ihre Anwendung geeignet ist.
