Die Fügetechnik Schweißen ist das am häufigsten in der Industrie verwendete Verfahren zum thermischen Verbinden zweier Metalle. So belegt eine Studie, dass 2011 in Deutschland ca. 260.000 Arbeitnehmer beruflich mit Schweißen zu tun hatten. Die Variantenvielfalt reicht hierbei vom Widerstands- über Lichtbogenschweißen bis hin zu modernen Hybridmethoden mit Laserstrahlung. Trotz der bereits jahrhundertelangen Entwicklung findet auch heute noch ein stetiger Fortschritt auf diesem Gebiet statt, z. B. halten neue Kaltschweißverfahren Einzug in den betrieblichen Alltag.
Die für dieses Forschungsprojekt neben Laserschweißen und Plasmaschneiden hauptsächlich untersuchten Lichtbogenschweißverfahren gehen einher mit einer hohen Emission optischer Strahlung und sind dadurch mit einem großen Gefährdungspotenzial für Schweißer aber auch für andere Beschäftigte verbunden. Diese Tatsache ist seit langem bekannt und wurde vor allem in den 1970er und 1980er Jahren umfangreich belegt. In den folgenden Jahren nahm dann jedoch das Interesse am Strahlenschutz beim Schweißen stark ab, so dass die heutige Datenbasis aufgrund des technologischen Fortschritts zu einem Großteil überholt ist. Hinzu kommt, dass modernes optisches Messequipment verbesserte und teilweise auch erweiterte Untersuchungsmöglichkeiten bietet als dies z. B. noch vor 30 Jahren der Fall war.
Übergeordnetes Ziel des Forschungsprojektes war eine umfassende Aktualisierung der Datengrundlage zur Strahlungsemission beim Schweißen, um den Schutz der Beschäftigten vor Gefährdungen durch optische Strahlung beim Schweißen zu verbessern aber auch um z. B. Sicherheitsfachkräften eine Hilfestellung zur Gewährleistung eines sicheren Arbeitsplatzes geben zu können.
Der vorliegende Forschungsbericht beinhaltet die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen, bei denen unter quasi Laborbedingungen grundlegende Schweißparameter wie Stromstärke und Lichtbogenlänge auf ihren Zusammenhang mit der optischen Strahlungsemission untersucht wurden. Der Fokus lag hierbei auf praxisrelevanten Schweißverfahren und Prozessparametern.
Es zeigte sich, dass bei hohen Schweißstromstärken der aktinische Expositionsgrenzwert bereits innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde überschritten wird. (Blaulicht-) Gefährdung durch sichtbares Licht weist ebenfalls ein hohes Schädigungspotenzial auf, wohingegen der Anteil infraroter Strahlung geringer ist aber dennoch nicht vernachlässigt werden darf. Insgesamt sind Verfahren mit abschmelzender Elektrode am emissionsintensivsten.
Die bei der Analyse der Strahlungsdaten gewonnenen mathematischen Emissionsmodelle (Bestrahlungsstärke als Funktion der Schweißstromstärke) wurden abschließend hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit in der betrieblichen Praxis validiert.
S. Bauer, G. Ott, M. Janßen, M. Schmitz, U. Mückenheim:
Optische Strahlenbelastung beim Schweißen - Erfassung und Bewertung.
1. Auflage. Dortmund: Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin 2017. Seiten 146, Projektnummer: F 2368, Papier, PDF-Datei, DOI: 10.21934/baua:bericht20170523
