Schweißrauchabsaugung – Herausforderungen und Möglichkeiten

Der vollständige Leitfaden zur Schweißrauchabsaugung

Wenn es um die Kontrolle der Luftqualität geht, wird Schweißrauchabsaugung in der industriellen Fertigung immer wichtiger. Schweißer und andere Mitarbeiter in der Produktionshalle sind diesen gefährlichen Dämpfen, die sogar dauerhafte Gesundheitsschäden wie beispielsweise Krebs verursachen können, ausgesetzt. Jeder muss vor Schweißrauch geschützt werden. Die Vorschriften dazu haben sich nochmals verschärft. Wo jedoch fängt man an, wenn man sich zum ersten Mal mit diesem Thema auseinandersetzt? Was kann man tun, um idealerweise den Schweißrauch an der Quelle seines Entstehens aufzufangen und eine Ausbreitung zu verhindern? Und welche Optionen stehen zur Verfügung?

Laden Sie das kostenlose E-Book herunter, in dem die verschiedenen verfügbaren Optionen abgedeckt sind. Holen Sie sich Informationen zu den wichtigen Leistungsmetriken und über die effektivste Methode zur Rauchabsaugung an der Quelle, die sogenannte Punktabsaugung. Dieses E-Book richtet sich an die Unternehmensleitung, Produktionsleiter, Sicherheitsbeauftragte, Arbeitschutzbeauftragte und Schweißer gleichermaßen. Es ist eine sehr hilfreiche Quelle für alle – egal, ob man sich zum ersten Mal mit dem Thema Schweißrauchabsaugung befasst oder weitere Informationen über die innovative Rauchabsaugungstechnologie erhalten möchte. Mit diesem E-Book bekommen Sie einen umfassenden Überblick in die Herausforderungen und Möglichkeiten der Schweißrauchabsaugung – und sind im Thema »Aktiver Gesundheitsschutz« vorne dabei.

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Viel Spaß!

Inhalt

Über die Autoren
Einführung
- Was ist Schweißrauchabsaugung?
- Warum ist Schweißrauchabsaugung wichtig?
Vom Standard-Schweißen zum Rauchgas-Absaugschweißen
Lösungen zur Schweißrauchabsaugung
Gesetzliche Anforderungen
Schweißrauchabsaugung – FAQs
Fazit
Referenzen
Editorenteam

Über die Autoren

André Faber

Leiter Absaugtechnik,
Alexander Binzel Schweisstechnik GmbH & Co. KG, Alten-Buseck

Seit über 15 Jahren ist er in der Schweißbranche tätig, zunächst als Entwicklungsingenieur und dann als Produktmanager für manuelle Produkte bei ABICOR BINZEL. Er ist Absolvent der Technische Hochschule Mittelhessen (THM) mit einem Abschluss in Maschinenbau.

Florian George

Produktmanager Absaugtechnik, Alexander Binzel Schweisstechnik GmbH & Co. KG, Alten-Buseck

Seine fachliche Laufbahn begann in der Automobilindustrie. Zunächst in der Konstruktion und Entwicklung, später im technischen Vertrieb. In dieser Zeit absolvierte er erfolgreich ein Studium als »Staatlich geprüfter Maschinenbautechniker – Fachrichtung Allgemeiner Maschinenbau«. Seit Anfang 2021 verantowortet er als Produktmanager Absaugtechnik bei ABICOR BINZEL Ausbau, strategische Erweiterung und Pflege des Produktportfolios.

Einführung

Arbeits- und Gesundheitsschutz haben in den vergangen Jahren einen immer höheren Stellenwert eingenommen. Wissenschaftliche Untersuchungen und die daraus gewonnenen Erkenntnisse über die Auswirkung von Schweißrauch auf die Gesundheit haben dazu geführt, dass gesetzliche Regelungen und Grenzwerte angepasst wurden. Unternehmen sind mittlerweile dazu verpflichtet, gesundheitsfördernde Schweißrauchabsaugung in ihren Produktionsprozess zu implementieren.

Die Entwicklung technologischer Lösungen zum Verringern von Schweißrauchemissionen ist in vollem Gange – ebenso die Entwicklung von Absauglösungen. Das Angebot von Absaugtechniklösungen auf dem Markt ist groß und die Weiterentwicklungen gehen mit großen Schritten voran. In diesem E-Book möchten wir Ihnen einen aktuellen Status Quo zur Orientierung geben, damit Sie die für Sie individuell am besten passende Absaugtechniklösung finden.

Wir rechnen damit, dass sich die Vorschriften für die Anforderungen an den Arbeits- und Gesundheitsschutz schon bald zusätzlich verschärfen werden – weltweit. Es ist jetzt an der Zeit, die schweißtechnische Produktion an die für Länder und Regionen individuell geltenden Richtlinien anzupassen und die Schweißerinnen und Schweißer wie auch alle in der unmittelbaren Umgebung arbeitenden Personen vor den gesundheitsschädlichen Rauchgasen zu schützen.

Was ist Schweißrauchabsaugung?

Unter Rauchgasabsaugung versteht man die Beseitigung von Rauchgasen – die entweder durch Schweißen, Schneiden oder Schleifen entstehen – aus dem Arbeitsbereich, damit diese nicht von den Menschen auch an weiter entfernten Arbeitsplätzen in einer Fertigungshalle eingeatmet werden. Beim Schweißen gehen Bauteile durch Einbringen von Wärme mit oder ohne Schweißzusatzwerkstoffe eine unlösbare Verbindung ein. Bei diesem Prozess werden überwiegend aus dem verwendeten Zusatzwerkstoff aber zum Teil auch durch chemische Reaktionen Rauchgase freigesetzt.

Einführung Einige der Rauchgase sind deutlich sichtbar, andere für das menschliche Auge nicht zu erkennen. Man sieht sie zwar nicht, doch sie sind damit nicht weniger gefährlich. Dieser Unterschied wird beim MIG/MAG-Schweißen und beim WIG-Schweißen deutlich erkennbar: Während beim MIG/MAG-Schweißen vergleichsweise viel Schweißrauch entsteht, sind die weniger sichtbaren bis unsichtbaren Rauchgase beim WIG-Schweißen von beispielsweise Edelstählen höchst krebserregend. Schweißparameter, Draht, Gas, Grund- sowie Zusatzwerkstoffe haben allesamt einen Einfluss auf die Menge und die Exposition von Rauchgasen beim Schweißen.

Letztendlich ist es egal, ob Rauchgase sichtbar oder nicht sichtbar sind. Anwender müssen vor dem Einatmen dieser gesundheitsgefährdenden Schweißrauche unbedingt geschützt werden.

Warum ist Schweißrauchabsaugung wichtig?

Im Grunde wird überall dort Rauchgasabsaugung benötigt, wo Schweißarbeiten gleich welcher Art ausgeführt werden. Das kann bei der Ausbildung zum Schweißfachmann bzw. zur Schweißfachfrau in der Bildungswerkstatt sein, bei kleinen Schweißungen in der Reparaturwerkstatt oder in einem großen Produktionsbetrieb mit vielen Schweißarbeitsplätzen. Für jede Anwendung gibt es große und kleine, einfache und komplexe Rauchgas-Absauglösungen, um gefährlichen Schweißrauch aus der Arbeitsumgebung zu entfernen.

Die Rauchgasabsaugung ist nicht nur ein Vorteil für die Arbeitsplatzumgebung, sondern schützt auch Ihre Arbeiter vor schwerwiegenden Gesundheitsrisiken. 2019 betrachtete eine Kohortenstudie im Fachblatt Occupational and Environmental Medicine über 17 Millionen Schweißer weltweit von Deutschland über Frankreich bis hin zu den USA und kam zu dem Schluss, dass bei Schweißern und Menschen, die unmittelbar Schweißrauch ausgesetzt sind, die Wahrscheinlichkeit an Lungenkrebs zu erkranken 43 Prozent höher liegt als beim Durchschnitt der Bevölkerung.

Neben dem Schweißrauch gibt es noch andere Gefahren, denen ein Anwender ausgesetzt ist. Die International Agency for Research on Cancer (IARC) – eine Expertenabteilung der Weltgesundheitsorganisation (WHO) – haben die beim Schweißen freigesetzte UV-Strahlung bereits im Jahr 2012 als höchste Gefahrstufe für die Erkrankung an Krebs eingestuft. Zu dieser Zeit galt Schweißrauch nur als »möglicherweise krebserregend«. Dies hat die IARC mittlerweile angepasst und damit Schweißrauch ebenso als höchste Gefahrstufe für die Entstehung von Krebs beim Menschen (humankarzinogen) eingeordnet.

Beim Thema Rauchgasabsaugung gibt es viele Bedenken und sogar falsche Informationen. So stehen Schweißerinnen und Schweißer speziellen Schweißrauch-Absaugbrennern ablehnend gegenüber, weil sie schwere und unhandliche Brenner vor Augen haben, die eine nur schlechte Zugänglichkeit zur Schweißnaht zulassen. Allerdings hat sich die Technik mittlerweile so weiterentwickelt, dass einzelne Hersteller Absaugbrenner anbieten, die praktisch keinen Unterschied mehr im Handling zu einem vergleichbaren Standard-Schweißbrenner aufweisen.

Dieser Leitfaden führt Sie durch alle Fakten zu aktuellen Erkenntnissen und Entwicklungen, die Ihnen bei der Wahl Ihrer individuell am besten geeigneten Absaugtechniklösung helfen.

Vom Standard-Schweißen zum Rauchgas-Absaugschweißen

Häufig besteht die Sorge, dass das Integrieren einer Rauchgasabsaugung in den Schweißbetrieb eine negative Auswirkung auf das Ergebnis der Schweißnaht haben wird. Dies ist nicht der Fall, denn es wird weder die Qualität der Schweißnaht benachträchtigt, noch wird Porenbildung begünstigt. Das Schweißergebnis ist genauso gut wie beim Schweißen mit einem vergleichbaren MIG/MAG-Standardbrenner.

Beim Schweißen mit einem Rauchgas-Absaugbrenner müssen lediglich die folgenden Punkte beachtet werden:

Die Verweildauer am Ende einer Schweißnaht muss ein wenig verlängert werden, um die Nachexposition des Schweißrauchs zu erfassen
Die Schweißposition muss soweit möglich angepasst werden, um während des Schweißens die beste Aufnahme des gesundheitsgefährdenden Schweißrauchs erreichen zu können

Metalle und ihre Eigenschaften beim Schweißen

Oft wird die Frage gestellt: Spielt es eine Rolle, welche Metalle verschweißt werden? Die kurze Antwort darauf lautet: Ja, es spielt eine Rolle. Jedes Metall setzt beim Schweißen unterschiedliche Schadstoffe in die Atmosphäre frei.

Rostfreier Stahl

Metalle wie rostfreier Stahl oder hochlegierter Stahl – die Eisen, Chrom, Nickel und Mangan enthalten – entwickeln extrem gefährlichen Schweißrauch. Ein entsprechendes System zur ordnungsgemäßen Rauchgasabsaugung ist hier unbedingt nötig, damit diese Schadstoffe sicher erfasst und fachgerecht sowie vorschriftsmäßig entsorgt werden können.

Sechswertiges Chrom

Alles in Verbindung mit Chrom- oder Nickelabsaugung muss IFA-W3-zertifiziert sein. Speziell Sechswertiges Chrom (meist als Cr-VI bezeichnet) ist sehr schädlich. Es kommt in allen Arten von rostfreiem Stahl vor und stellt laut breiten, wissenschaftlichen Studien eine bekannte Ursache für die Entstehung von Krebs dar. Daher ist es zwingend notwendig, ein Absaugsystem mit W3-zertifiziertem Filter einzusetzen, welches diese schädlichen Partikel beseitigen kann, wenn der CrNi-Gehalt über 30% liegt.

Verzinkter Stahl

Verzinkter Stahl gehört ebenfalls zu den gefährlichen Werkstoffen, bei denen es wichtig ist, dass der während des Schweißprozesses entstehende schädliche Schweißrauche ordnungsgemäß abgesaugt werden. Beim Verschweißen von Zink wird zum Beispiel Zinkoxidgas abgegeben, das ähnlich wie Mangan, Kupfer oder Beryllium zu Metalldampffieber führen kann mit Schädigung der Atemwege. Andere Metalle wie Blei, das wie Zink als Beschichtung mancher Metalle eingesetzt werden kann, können sogar das zentrale Nervensystem schädigen.

Aluminium

Beim Schweißen von Aluminium entsteht Aluminiumoxid, das beim Einatmen zu Erkrankungen der Atemwege und der Lunge führen kann. Im schlimmsten Fall kommt es zur Aluminose, einer Aluminiumstaublunge. Als sogenannter A-Staub dringen diese Partikel in die Lungenalveolen (Lungenbläschen) ein und verändern das Lungengewebe bis hin zu Schrumpfung des betroffenen Gewebes. Eine Spätfolge kann Lungenkrebs sein. Zusätzlich entsteht beim Schweißen von Aluminium unter Einfluss der UV-Strahung des Lichtbogens vermehrt Ozon, das ebenfalls gesundsheitsschädlich ist. Neuere Untersuchungen haben gezeigt, dass auch das Ozon aus dem Schweißbereich effizient abgesaugt wird.

Oft wird Aluminium mit Push-Pull-Brennern geschweißt, da der Draht in seiner Beschaffenheit sehr weich ist im Vergleich zu Stahldraht. Zwar gibt es noch keinen Push-Pull-Brenner mit integrierter Schweißrauchgasabsaugung, doch kann man diesen ideal mit einem Rauchgasabsaug-Set (RAS) wie dem Rauchgas-Absaugkit von ABICOR BINZEL bestücken. Dieses wird einfach auf den Brennerhals aufgeklemmt, sodass die Rauchgase ebenso am Entstehungsort abgesaugt werden können.

RAS mit verschiedenen Absaugdüsen

Eine weitere Alternative für das Absaugen beim Einsatz eines Push-Pull-Brenners ist hier das Absauggerät xFUME^® FLEX, dessen flexibler Absaugarm über dem Schweißprozess positioniert werden kann.

Der Absaugarm des xFUME^® FLEX ist in zwei, drei und vier Metern Länge erhältlich

W3-Zertifizierung

Die Schweißrauch-Absauggeräte xFUME^® ADVANCED W3, FES-200 W3 und FEC W3 wurden speziell für die Anforderungen beim Schweißen von Edelstählen und anderen Legierungen, die ebenfalls viel Chrom und Nickel enthalten, entwickelt. In Kombination mit einem Rauchgasabsaugbrenner gelten diese Geräte für die Absaugung von hoch krebserregenden Rauchgasen von den Trägern der gesetzlichen Unfallversicherungen als anerkannt. In Deutschland dürfen W3-zertifizierte Schweißrauch-Absauggeräte gemäß TRGS 528 die gereinigte Abluft in den Arbeitsbereich zurückführen.

Rauchklasse	Abscheidung (%)	Anwendung
W1	≥ 95	Unlegierter Stahl, legierter Stahl mit Legierungsbestandteilen z. B. Ni und Cr, niedrig legierter Stahl, x ≤ 5 %
W2	≥ 98	Wie W1, zusätzlich legierter Stahl mit Legierungsbestandteilen z. B. Ni und Cr (5 % ≤ x ≤ 30 %)
W3 (Hat den höchsten Abscheidungsgrad)	≥ 99	Wie W2, zusätzlich legierter Stahl mit Legierungsbestandteilen z. B. Ni und Cr (hochlegierter Stahl mit x ≥ 30 % Ni-Basislegierungen)

Rauchklasse

Abscheidung (%)

Anwendung

≥ 95

Unlegierter Stahl, legierter Stahl mit Legierungsbestandteilen
z. B. Ni und Cr, niedrig legierter Stahl, x ≤ 5 %

≥ 98

Wie W1, zusätzlich legierter Stahl mit Legierungsbestandteilen
z. B. Ni und Cr (5 % ≤ x ≤ 30 %)

(Hat den höchsten Abscheidungsgrad)

≥ 99

Wie W2, zusätzlich legierter Stahl mit Legierungsbestandteilen
z. B. Ni und Cr (hochlegierter Stahl mit x ≥ 30 % Ni-Basislegierungen)

FES-200 W3, xFUME^® ADVANCED W3 und FEC W3 sind von dem Institut für Arbeitsschutz (IFA) zertifiziert und daher für die Verwendung bei hochlegierten Chrom-Nickel-Stählen zugelassen

Erforderliche Umbaumaßnahmen

Muss man für die Implementierung von Schweißrauchabsaugung seinen aktuellen Aufbau beim Schweißen ändern? Nein, das ist nicht notwendig. Sie können die gleichen Verfahren, Protokolle und Systeme nutzen wie beim bisherigen Einsatz Ihrer MIG/MAG-Schweißbrenner und die Schweißrauchabsaugung nahtlos integrieren.

Allgemein gilt die Regel: Je höher die genutzte Stromstärke, desto mehr gesundheitsschädlicher Schweißrauch wird in die Umgebungsluft abgegeben. Entsprechend wird bei einigen Schweißprozessen mehr Rauch erzeugt als bei anderen.

Das Einbinden einer Rauchgasabsaugung an den bestehenden Arbeitsplatz ist leichter als man denkt.

Erforderliche Ausrüstung

Muss man für das Implementieren von Rauchgasabsaugung neue Ausrüstung kaufen? Ja. Dies bedeutet jedoch nicht, dass sich die Schweißparameter oder der Aufbau ändern. Idealerweise kaufen Sie sich ein Rauchgas-Absauggerät und einen Rauchgas-Absaugbrenner, um mit einer Punktabsaugung die bestmögliche Lösung zu erzielen.

Achten Sie beim Schweißen auf die Haltung des Absaugbrenners, um die größtmögliche Rauchgasmenge aufnehmen zu können. Und verweilen Sie am Ende einer Schweißnaht ein wenig länger als Sie das von MIG/MAG-Standard-Schweißbrenner gewohnt sind, um auch die Reste der Rauchgase aufnehmen zu können.

Wenn die Rauchgasabsaugung am Entstehungsort keine Option für Sie darstellt, bieten Systeme mit Absaugarmen eine weitere Lösung. Im Idealfall sollten Sie mit der Schweißrauchabsaugung so nah wie möglich an die Quelle gehen, um eine Ausbreitung des Schweißrauchs zu verhindern. Je näher die Rauchgasaufnahme am »Ort des Enstehens« stattfindet, desto besser. Mehr dazu im Kapitel »Lösungen zur Schweißrauchabsaugung«.

Als Ergänzung zu einem Absaugarm können professionelle Atemschutzmasken einen zusätzlichen Schutz bieten.

Atemschutzmasken

Bei der Wahl einer Atemschutzmaske muss darauf geachtet werden, dass sie für den europäischen Markt zugelassen sind. Um das zu gewährleisten, benötigen sie eine CE-Zertifizierung sowie eine EG-Konformitätserklärung. Atemschutzmasken gehören zur Persönlichen Schutzausrüstung (PSA) und fallen in die Kategorie 3, was heißt, dass sie einer EG-Baumusterprüfbescheinigung unterliegen. In der Regel werden beim Umgang mit Schweißrauch entweder Halbmasken, gebläseunterstützte Atemschutzgeräte (APR) und umluftunabhängige Atemschutzgeräte (SAR) in Betracht gezogen. Beachten Sie beim Einsatz dieser Atemschutzmasken, dass Kartuschen und Filter an den jeweiligen Schadstoff, vor dem sie schützen sollen, angepasst und periodisch gewechselt werden müssen.

Atemschutzgeräte stellen überdies in der Regel einen letzten Ausweg dar und sollten laut dem Europäischen Zentrum für die Prävention und die Kontrolle von Krankheiten (ECDC) dann benutzt werden, wenn Rauchgas-Absaugbrenner und -systeme nicht einsetzbar sind.

Werden allerdings die Arbeitsplatzgrenzwerte überschritten, sind auch Atemschutzmasken nicht zulässig. Diese Art des Schutzes vor gesundheitsgefährdendem Schweißrauch ist also keine alleinstehende Lösung.

Atemschutzgeräte schützen den Schweißer, aber nicht dessen Umfeld

Anprobe einer Atemschutzmaske

Testen Sie vor dem Einsatz einer Atemschutzmaske als erstes, ob sie auch wirklich gut passend anliegt. Als Arbeitgeber oder Verantwortlicher stellen Sie außerdem sicher, dass der Schweißer keine Herz- oder Lungenerkrankungen hat, für die das Tragen eines Atemschutzgeräts eine Gefahr darstellen könnte. Durch eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung bekommen Sie Gewissheit darüber, ob Ihr Mitarbieter beispielsweise mit einem Atemschutzgerät arbeiten darf. Diese Untersuchung muss in einem geschützten Raum und unter der Schweigepflicht des Betriebsarzts vorgenommen werden. Sie hat das Ziel, Gesundheitsbeschwerden frühzeitig zu erkennen und arbeitsbedingten Krankheiten vorzubeugen.

Ist Schweißrauchabsaugung wirklich notwendig?

Auf jeden Fall. Die gesundheitlichen Vorteile beim Einsatz von Schweißrauchabsaugung sind unbestreitbar. Beim Schweißen entstehende Schadstoffe wie Eisenoxide, Bleioxide, Mangan, Nickeloxide, Chrom-(VI)-Verbindungen, Thoriumoxid, Berylliumoxid, Stickstoffoxid, Blausäure, Ozon, Phosgen, Formaldehyd, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und viele andere mehr. Wenn diese in die Atmungsorgane gelangen – und je nach Größe der Partikel dringen diese bis in die Lungenalveolen oder sogar in den Blutkreislauf ein – setzen sie sich ab, stören den Gasaustausch und können zu starken gesundheitlichen Beeinträchtigungen bzw. Erkrankungen führen.

Zwar hängt die Gefahr immer von dem beteiligten Metall, der Schweißposition und dem jeweiligen Ort ab, wo geschweißt wird (drinnen, draußen, in einem geschlossenen Raum usw.), doch ist sie deswegen nicht minder präsent.

Mit der Wahl der passenden Absauglösung steht oder fällt die Effizienz und damit das Ziel, die Vorgaben der örtlichen Arbeitsschutzvorschriften erfüllen zu können. Bei Haubenabsaugungen besteht zum Beispiel die Gefahr, dass der Schweißer bzw. die Schweißerin zwischen dem Schweißprozess und der Absaughaube und damit direkt in der Rauchgasströmung sitzt oder steht. Die Rauchgasabsaugung erzielt damit nicht die erforderliche Wirkung. Durch den Einsatz von Absauglösungen mit der Rauchgasaufnahme unmittelbar über dem Prozess – der sogenannten Punktabsaugung – gelangen bis zu 90% der Rauchgase gar nicht in die Umgebung und somit auch nicht in den Atembereich. Welche Möglichkeiten zur Schweißrauchabsaugung aktuell zur Verfügung stehen, zeigt das nachfolgende Kapitel.

Egal ob zentral oder tragbar, es gibt für jeden Schweißprozess und für jeden Arbeitsplatz ein Rauchgas-Absaugsystem, das passt.

Lösungen zur Schweißrauchabsaugung

Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten zum Absaugen von Schweißrauch. Prinzipiell unterscheiden sich hier zwei Absaugsysteme: Hochvakuumsysteme und Niedrigvakuumsysteme.

Hochvakuumsysteme vs. Niedrigvakuumsysteme

Die Begriffe Hochvakuumsysteme und Niedrigvakuumsysteme beziehen sich spezifisch auf den statischen Druck. Bei einem Hochvakuumsystem fließt ein geringer Volumenstrom bei höherem statischen Unterdruck. Da der statische Druck und die Geschwindigkeit der Luft höher sind, wird bei einem Hochvakuumsystem keine große Haube oder Halterung benötigt. Sie sind näher am Ort der Rauchentstehung als entgegengesetzt bei der Belüftung einer großen Haube mit Niedrigvakuum.

Bei einem Niedrigvakuumsystem fließt ein hoher Volumenstrom bei niedrigerem statischen Druck. In Bezug auf die Rauchgasabsaugung beim Schweißen bedeutet dies, dass größere Mengen an Luft bewegt werden müssen. Wird die Luft ins Freie geleitet, entstehen im Winter und Sommer zusätzliche Kosten, da die abgeleitete warme bzw. kühle Luft im Werk mit der gleichen Menge Frischluft ersetzt werden muss. Dabei muss die zurückgeführte Luft nicht nur frisch sein, sondern auch auf die richtige Temperatur gebracht werden. Die Kosten zum Bewegen dieser erheblichen Luftmengen sind hoch.

Weitere Informationen hierzu finden Sie auch in unseren Blogartikeln:

Zentrale Absaugsysteme sind teuer, aber relativ wartungsarm für den Schweißer.

Zentrale Rauchgas-Absaugsysteme

Stationäre Systeme sind für Schweißerinnen und Schweißer selbst mehr oder weniger wartungsfrei, die Instandhaltung liegt eher in der Verantwortung der Werksleitung. Die Schweißer können also mehr Zeit für das Schweißen nutzen. Die Leistung ist zuverlässig und stabil. Zentrale Rauchgas-Absaugstationen verfügen fast immer über einen größeren Motor und Filter, das heißt der Filter muss seltener gewechselt werden. Der Rauchgas-Absaugbrenner wird einfach am zentralen System angeschlossen und es kann losgehen. Selbst wenn Sie einen großen Anlagenbetrieb mit über 40 mobilen Schweißplätzen haben, ist ein System möglich, das diese Anforderungen bewältigen kann. Die Schweißerinnen und Schweißer sind außerdem viel weniger Lärm ausgesetzt, da das Absaugsystem weiter entfernt liegt.

Ein Nachteil zentraler Absaugsysteme ist jedoch, dass die Erstinvestition sehr hoch ist. Man muss also bedenken, dass diese Systeme wegen der elektrischen Anforderungen, dem Arbeitsaufwand zur Inbetriebnahme und der mit der Einführung verbundenen Beratung ein hohes Anfangskapital verlangen. Doch auch die hohen Betriebskosten sind nicht zu vernachlässigen, da das Umwälzen großer Luftmassen im Sommer wie im Winter einen hohen stetigen Energieverbrauch bedeuten.

Mobile Rauchgas-Absaugsysteme

Tragbare und mobile Rauchgas-Absaugsysteme sind handlich, können leicht von einem Arbeitsplatz zum anderen transportiert werden und kosten sowohl in der Anschaffung als auch im Unterhalt weniger als zentrale Rauchgas-Absaugsysteme. Sie können sie selbst installieren und zum Teil sogar unter der Werkbank positionieren. Es gibt auch solche, die das Anschließen mehrerer Rauchgas-Absaugbrenner ermöglichen. Mit unserem Rauchgas-Absauggerät xFUME^® ADVANCED können bis zu zwei Schweißarbeitsplätze bedient werden.

Eine erste auf dem Markt erhältliche Systemlösung für Schweißrauchabsaugung und Stromquelle vereint in einem Gerät ist das xFUME^® POWER 250 von ABICOR BINZEL. Dieses mobile luftgekühlte Kombigerät besitzt eine 250 Ampere-Stromquelle mit einer Einschaltdauer von 30% sowie eine integrierte Schweißrauchabsaugung. Es eignet sich speziell für das Dünnblechschweißen mit Punktabsaugung und erfasst an einem Schweißarbeitsplatz – abhängig von der Schweißposition – zwischen 90% und 98% der Rauchgase. Der integrierte Filter des Rauchabsaugmoduls filtert bis zu 99,95% aller Stäube > 0,1 µm aus dem Schweißrauch heraus.

LEV-Systeme/Rauchgas-Absaugarme

Eine lokale Rauchgasabsaugung – auch LEV (Local Exhaust Ventilation) genannt – mit festen oder beweglichen Absaughauben und -armen kann ein einfacher und kostengünstiger Einstieg in Rauchgas-Absaugsysteme sein. Eine lokale Schweißrauch-Absauglösung kann die Gesundheit der Schweißer mit nur geringer Investition bereits gut schützen.

Wenn die Rauchgas-Absaughauben korrekt positioniert sind und fachgerecht in Abhängigkeit von der Schweißposition mitgeführt werden, sind sie hocheffektiv und können annähernd vergleichbare Absaugwerte wie Hochvakuumsysteme erzielen.

Vorteile des Rauchgas-Absaugarms

Als Absauglösung für Anfänger oder als Einstiegslösung eignen sich Absaughauben hervorragend wegen ihres niedrigen Preises und der einfachen Nutzung. Die Lösungen zur lokalen Rauchgas-Absaugung sind wirkungsvoll, ohne etwas am Schweißprozess oder der Arbeitsumgebung ändern zu müssen. Die Luftqualität wird verbessert und die bisher eingesetzten Schweißbrenner können weiterhin genutzt werden.

Sie sind flexibel einsetzbar, denn es gibt in Deutschland aktuell keine Richtlinien für einen festgelegten Abstand zwischen der Absaughaube und der Schweißstelle. In England dagegen gibt es eine Vorgabe von 15 cm als festgelegter Abstand von Schweißstück zu Absaugarm.

Ein besonderes Merkmal von Absaughauben und -armen besteht darin, dass sie auch für andere thermische Prozesse eingesetzt werden können. Zu diesen gehören beispielsweise Plasmaschneiden oder Trennschleifen.

Nachteile des Rauchgas-Absaugarms

Absaugarme werden oft als Einstiegslösung in die Rauchgasabsaugung genutzt. Stellen Sie daher unbedingt sicher, dass das von Ihnen gewählte System ein Qualitätsprodukt ist, das effiziente Filter enthält.

Die Filtergröße des Absauggeräts ist hierbei ein wichtiges Kriterium. Eine große Filterfläche bedeutet längere Standzeiten und weniger Wartung. Das Rauchgas-Absauggerät xFUME^® FLEX von ABICOR BINZEL beispielsweise verfügt über eine dreimal größere Filteroberfläche im Vergleich zu anderen marktüblichen Hauben-Absauggeräten mit Absaugarm.

Ein Nachteil von Absauggeräten mit Absaugarmen ist, dass sich diese nur für solche Schweißarbeiten oder andere thermische Fügeprozesse eignen, die direkt unterhalb der Absaughaube vorgenommen werden können. Für beispielsweise längere Schweißnähte eignen sich LEV-Systeme nicht, da für eine ordnungsgemäße Schweißrauchabsaugung während des Schweißens stetig der Absaugarm mit Haube nachgerückt bzw. nachjustiert werden muss.

xFUME^® FLEX: Kompakte, flexible Absauglösung für mobile, individuelle Arbeitsplätze.

Absaughauben-Filter

Absaugarm-Systeme verwenden ebenso Filter. Diese müssen gewartet und ausgetauscht werden, um die Absaug- und Filterleistung fortwährend zu gewährleisten. Ein Gitter vor der Absaughaube verhindert, dass andere Objekte aus der Umgebung angesaugt werden und den Filter somit verunreinigen oder verstopfen.

Wenn viele Stunden am Tag geschweißt wird, benötigen Sie einen Filter, der mechanisch mithilfe von Druckluft gereinigt werden kann. Einwegfilter müssen regelmäßig kontrolliert und bei Bedarf ausgetauscht werden.

Saugabstand & Saugleistung

Für den Abstand einer Absaughaube zum Schweißprozess ist die Absaugleistung entscheidend. Je nach Leistung kann die Absaughaube weiter vom Prozess entfernt positioniert werden und dennoch ordnungsgemäß Schweißrauch aufnehmen.

Zudem sollten Sie sicherstellen, dass der Rauchgas-Absaugarm gemäß Spezifikation die Schweißstelle ordnungsgemäß erreichen kann und dass der Filter der richtige für Ihren Prozess ist.

Punktabsaugung vs. lokale Absaugung

In der Praxis kommt es häufig vor, dass Schweißer bzw. Schweißerinnen zwischen dem Lichtbogen und der Haube stehen und der gesundheitsschädliche Schweißrauch eingeatmet wird, bevor die Haube diesen auffangen kann. Bei einer großen Schweißstelle oder einem langen Werkstück muss die Haube ständig nah an die Schweißnaht positioniert und von den Anwendern in die richtige Position gebracht werden. Häufig unterbrechen die Schweißer bzw. Schweißerinnen ihre Arbeit nicht, um ständig die Position des Absaugarms anzupassen, wenn sich der Lichtbogen weiterbewegt. Das würde durch das sich ständig wiederholende Stoppen und wieder Ansetzen zu viel Zeit kosten, was auch auf die Qualität der Schweißnaht Einfluss hat.

MIG/MAG-Rauchgas-Absaugbrenner mit Punktabsaugung eignen sich in einem solchen Fall in der Regel besser. Sie sind immer direkt am Entstehungsort des Schweißrauchs. Die Absaugung ist Teil des Schweißprozesses und zwar genau an der Stelle, wo geschweißt wird. Auf diese Weise wird mehr Rauchgas eingefangen.

Schweißrauchabsaugung bei Handschweißbrennern

Beim Handschweißen gibt es unterschiedliche Lösungen zum Schweißrauchabsaugen. Wir werden hier jede der Optionen thematisieren, die Ihnen zur Rauchgasabsaugung zur Verfügung stehen sowie ihre Vor- und Nachteile darstellen und was Sie bei den einzelnen Optionen beachten sollten.

Rauchgas-Absaugbrenner (Absaugung am Entstehungsort)

Absaugung am Entstehungsort – die sogenannte Punktabsaugung – ist laut Gefahrstoffverordnung (GefStofVAnhang I Nr. 2 – siehe DGUV-Information »Schweißrauche wirksam erfassen und abscheiden« – ausdrücklich empfohlen: „Ein sicheres Verfahren, Schweißerinnen und Schweißer sowie andere Beschäftigte in der Umgebung vor Schweißrauchen zu schützen, ist das Erfassen der Schweißrauche an der Entstehungsstelle. Somit gelangen sie erst gar nicht in den Atembereich der Schweißerin oder des Schweißers und in die Hallenluft. Hierzu müssen entweder brennerintegrierte Erfassungssysteme eingesetzt oder geeignete Erfassungselemente nahe der Entstehungsstelle positioniert werden […].“

Bei der Wahl eines Absaugbrenners sollten Sie sich vergewissern, dass der gewählte Brenner drei Merkmale mitbringt:

Leicht und angenehm im Handling, gute Ergonomie
Gute Zugänglichkeit und Sicht auf den Prozess
Effiziente Rauchgasaufnahme ohne Beeinträchtigung der Schutzgasabdeckung

Lesen Sie hierzu auch unsere Praxis-Anwendungstipps: Richtig schweißen mit Absaugbrennern

Ergonomie & Gewicht des Rauchgas-Absaugbrenners

Absaugbrenner für Punktabsaugung stehen nicht ganz oben auf der Beliebtheitsskala von Schweißerinnen und Schweißern. Durch ihren zusätzlichen Aufbau mit Absaugdüse und einem im Durchschnitt dickeren Schlauchpaket, wirken sie recht unhandlich und schwer. Auch wird dadurch eine freie Sicht auf den Prozess erschwert. In den letzten Jahren hat sich jedoch einiges in der Weiterentwicklung und damit Gewichtsreduktion und Handlingsoptimierung bei Absaugbrennern getan, um mehr Komfort zu schaffen und das Gewicht der Absaugbrenner sowie die Belastung durch diese zu reduzieren, ohne die Leistung einzuschränken. Einige dieser Optimierungen sind ergonomische Griffe und Drehmechanismen am Schlauchpaket für eine größere Bewegungsfreiheit des Handgelenks, um die Führung des Rauchgas-Absaugbrenners zu erleichtern.

ABICOR BINZEL beispielsweise hat mit der xFUME^®-Reihe eine neue Absaugtechnik-Linie auf den Markt gebracht. Die Absaugbrenner dieser neuen Linie haben im Vergleich zu herkömmlichen Absaugbrennern ein schlankeres Frontend, sind leichter und ergonomischer und haben eine optimale Balance von Brennerhals zu Schlauchpaket. Schweißen mit einem xFUME^®-Absaugbrenner fühlt sich an, als hätte man einen vergleichbaren Standard-Schweißbrenner in der Hand.

Früher waren Rauchgas-Absaugbrenner in der Regel aufgrund des Schlauchpaketgewichts und des Griffdesigns recht schwer.

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Zugänglichkeit für den Schweißer

Wenn es um die Zugänglichkeit für den Schweißer geht, ist die Größe der Absaugdüse und des Brenner-Frontends von entscheidender Bedeutung. Sind diese Komponenten zu groß, ist die Sicht auf die Schweißstelle erschwert oder eingeschränkt. Der Schweißer muss seine Haltung anpassen und sich zum Teil regelrecht »verbiegen«, um die Schweißnaht einsehen zu können. Entsprechend werden solche Brenner abgelehnt. Moderne Brennerserien wie xFUME^® PRO oder xFUME^® COMPACT von ABICOR BINZEL haben hier keine Einschränkungen.

Schlauchpaket & Volumenstrom

Die Fähigkeit eines Rauchgas-Absaugbrenners, Schweißrauch effektiv einzufangen, hängt stark von seinem Schlauchpaketdesign ab. Dazu gehören der Durchmesser des Außenschlauchs sowie begrenzende Verengungen innerhalb des Schlauchs, damit der Rauch von der Absaugdüse zum Absaugsystem frei strömen kann. Bei der Entwicklung von Schlauchpaketen zur Rauchgasabsaugung wird zumindest bei ABICOR BINZEL immer mit Strömungssimulation gearbeitet. Das hat den Vorteil, dass man die Luftströmung visualisieren kann. Durch Konturanpassungen gelingt es dann, sie möglichst laminar und verwirbelungsfrei durch das komplette Schlauchpaket ziehen zu lassen. Auf diese Weise kann die Absaugleistung des Absaugbrenners erhöht werden.

Der Volumenstrom durch einen Rauchgas-Absaugbrenner wird durch einen Unterdruck am hinteren Anschluss des Brenners erzeugt. Viel diskutiert wird unter Anwendern die Frage, wie stark der Volumenstrom sein sollte, der benötigt wird. Die Antwort darauf lautet: So stark wie möglich, ohne den Prozess zu beeinträchtigen – insbesondere die Funktion des Schutzgases.

Verschleißteile von Schweißbrennern – warum Qualität zählt

Wie bei Standard-Handbrennern auch, steht und fällt mit der Qualität der Verschleißteile von Schweißrauch-Absaugbrennern auch die Qualität der Schweißnaht. Je besser die Verschleißteile sind, desto besser wird das Schweißergebnis sein. Konische Verschleißteile sind zum Beispiel immer vorzuziehen wegen der einfacheren Wartung und dem besseren Zugang. Zudem werden weniger Spritzrückstände aufgebaut, da das Grobgewinde die Anhaftung erschwert und konzentrisch am Düsenstock ausgerichtet bleibt.

Achten Sie auch darauf, aus welchem Material die Verschleißteile hergestellt sind. Kupfer und Messing, teilweise beschichtet mit Chrom, Silber oder Nickel werden alle als hochwertige Verschleißteil-Materialien angesehen. Und je besser das Rohmaterial verarbeitet ist, desto besser ist die Performance der Verschleißteile.

Design der Absaugdüse

Das Design und die Platzierung der Absaugdüse in Relation zur Gasdüse ist ebenfalls ein sehr wichtiges Bewertungskriterium für Rauchgas-Absaugbrenner. Mit der Absaugdüse fängt der Brenner den Rauch auf und saugt ihn durch das Vakuumsystem ab. Je näher zum Beispiel die Absaugdüse am Prozess liegt, desto mehr Rauchgas kann sie aufnehmen. Ist sie zu nah, besteht die Gefahr von Gasturbulenzen und das ungewollte Aufsaugen von Schutzgas, was zu einer porösen Schweißnaht führen kann. Zu weit entfernt vom Prozess wird der gefährliche Schweißrauch nicht effektiv abgesaugt.

Die Größe der Düsenöffnungen ist ein weiterer Punkt. Größere Absaugdüsen und größere Öffnungen in einem optimalen Abstand zum Schweißprozess sind sehr effektive Absaugdüsendesigns, um Schweißrauch abzusaugen ohne die Gasabdeckung zu beeinflussen. Fragen Sie am besten den Hersteller von Absaugbrennern und Absaugdüsen, unter welchen Gesichtspunkten diese entwickelt wurden. Strömungssimulationen sind heutzutage angewandte Verfahren bei der Weiterentwicklung von Absaugtechnik.

Im Vergleich: Standard-MIG/MAG-Schweißbrenner und Rauchgas-Absaugbrenner

Machen Sie gerne den Vergleichstest, um zu sehen, wie sich Rauchgase beim MIG/ MAG-Schweißen verteilen. Nehmen Sie einen normalen MIG/MAG-Schweißbrenner und schweißen Sie. Machen Sie anschließend in der gleichen Position und mit dem gleichen Werkstück den Test mit einem Rauchgas-Absaugbrenner. Testen Sie gerne unterschiedliche Rauchgas-Absaugbrenner. Wählen Sie danach den Brenner aus, der den Schweißrauch besser absaugt und Ihnen in der gesamten Handhabung eher zusagt. Schlussendlich müssen beide Aspekte für Sie passen: Absaugleistung und Handling.

Wenn Sie nicht gleich unterschiedliche Rauchgas-Absaugbrenner kaufen wollen und auch unterschiedliche Absauggeräte erst einmal testen möchten, wenden Sie sich am besten an Ihren Schweißfachhändler. Dieser weiß, welche seiner Lieferanten kostenlose Probestellungen von Absaugbrennern – und den passenden mobilen Absauggeräten – anbieten.

Bei ABICOR BINZEL bieten wir kostenlose Probestellungen an. Alternativ besteht außerdem die Möglichkeit, im hausinternen Innovations- und Technologiezentrum (ITC) Probeschweißungen zum Vergleichen von Rauchgas-Absaugbrennern, deren Handling und Schweißrauchaufnahme durchzuführen. Hier stehen Ihnen auch die Experten von ABICOR BINZEL direkt für Fragen zur Verfügung.

Für eine optimale Rauchgasabsaugung ist die Position der Absaugdüse sehr wichtig. Zu nah am Schweißprozess kann es zu Porosität kommen. Zu weit weg werden Rauchgase nicht mehr aufgenommen.

Schweißrauchabsaugung bei Schweißrobotern

Auch bei automatisierten Schweißprozessen – besonders bei Schweißrobotern – können Gesundheitsgefahren verhindert werden, die durch schädlichen Schweißrauch entstehen und für betroffene Arbeiter damit verbundene Sicherheitsgefahren darstellen. Wer nach umfassenden Lösungen sucht, dem stehen für die Rauchgasabsaugung bei Schweißrobotern mehrere Methoden zur Verfügung.

Konventionelle Anwendungen zur Schweißrauchabsaugung bei Schweißrobotern

Üblicherweise wird zur Rauchgasabsaugung bei einem Schweißroboter die Roboterzelle eingefasst – also mit einer entsprechenden Einhausung versehen – und eine Art Leitungssystem geschaffen und der Schweißrauch in einen Sammelbehälter innerhalb oder außerhalb des Werks abgeleitet.

Bei Herstellern, die große kundenspezifische Teile schweißen oder die Komponenten mit einem Deckenkran herausheben müssen, kommt diese Methode nicht infrage. Eine Option zur Rauchgasabsaugung in einem solchen Fall ist dann, die Luft im gesamten Werk in einem Kreislauf zu filtern – mit sogenannten zentralen Absaug- und Filteranlagen. Diese tauschen innerhalb kürzester Zeit die gesamte Hallenluft aus. Das bedeutet aber auch, dass im Winter die von außen zugeführte Frischluft auf die benötigte Temperatur erwärmt und im Sommer entsprechend heruntergekühlt werden muss. Daher sind die Betriebskosten für solche Anlagen entsprechend hoch. Außerdem zieht der Schweißrauch bei einem solchen System trotzdem an den Arbeitern vorbei.

Um Rauchgasabsaugung im Rahmen einer Nachrüstung dieses Umfangs zu implementieren, sind nicht unerhebliche Investitionen in Leitungssysteme und Luftfiltrationsgeräte plus eine mögliche Umorganisation der Produktionsstätte notwendig. Es ist daher nicht verwunderlich, dass sich nicht alle Unternehmen eine derartige Nachrüstung, die Ausfallzeiten und gleichzeitig die erforderliche Werksausrüstung mit sich bringt, leisten können.

Punktabsaugung bei Schweißrobotern

Es gibt jedoch auch andere Lösungen. Zum Beispiel kann der Einsatz einer einzelnen Rauchgas-Absaugeinheit mehrere unterschiedliche Arbeitsplätze abdecken. Nach Möglichkeit sollte die Rauchgasabsaugung während des Schweißens direkt am Entstehungsort stattfinden. Durch unmittelbares Absaugen des Schweißrauchs während des Schweißprozesses, kommt dieser gar nicht erst mit dem Anwender in Berührung.

In vielen Produktionshallen mit Schweißrobotern findet man nach oben offene Schweißzellen ohne Schweißrauchabsaugung. Die Nachteile stationärer Absauganlagen machen deutlich, dass es auch in solchen Fällen anderer Lösungen zur Schweißrauchabsaugung bedarf. Ein solches weitaus zuverlässigeres System ist die Punktabsaugung beim Schweißroboter. Mithilfe eines Hochvakuumsystems werden die gesundheitsschädlichen Rauchgase direkt am Entstehungsort aufgesaugt.

Bei der Installation von Punktabsaugung an Schweißrobotern muss Folgendes berücksichtigt werden:

Um die Rauchgasabsaugung an einem 6-achsigen Roboter effizient zu nutzen, braucht es eine Montagevorrichtung, die es dem Schlauchpaket ermöglicht zu rotieren, um Ausfälle zu vermeiden.
Der Absaugschlauch muss in einer optimalen Position angebracht sein.
Wie bei der manuellen Rauchgasabsaugung auch muss die Absaugdüse so ausgelegt sein, dass sie den Schweißrauch erfasst, ohne den Prozess zu beeinflussen.
Am vorderen Ende des Schweißroboters muss der Zugang zum Werkstück gewährt sein.

Für die Schweißrauchabsaugung am Entstehungsort müssen konventionelle Roboterschweißbrenner nicht gleich durch Roboter-Absaugbrenner ausgetauscht werden. Mit einer aufmontierten Schweißrauch-Absauglösung ist das Problem gefährlicher Rauchgase in der Umgebungsluft schnell, effizient und vergleichsweise kostengünstig gelöst. Eine solche Möglichkeit bietet das xFUME^® ROBO Absaugkit von ABICOR BINZEL.

Vorteile der Punktabsaugung bei Schweißrobotern

Der eindeutige Vorteil einer Rauchgasabsaugung am Entstehungsort bei Schweißrobotern liegt darin, dass das System viel kleiner, viel weniger hinderlich und schneller implementiert werden kann. Dies ermöglicht eine größere Flexibilität bei erheblich geringerem Kostenaufwand.

Mit einem zentral positionierten Rauchgas-Absaugsystem können sogar mehrere Schweißroboter – jeder mit einer Absaugausrüstung ausgestattet – verbunden werden. Diese Methode eignet sich also perfekt für die zuverlässige, problemlos zugängliche und sichere Absaugung beim MIG/MAG-Schweißen an mehreren Roboter-Arbeitsplätzen und wird zum Beispiel im allgemeinen Maschinenbau, im Schwermaschinenbau, im Baugewerbe und bei industriellen Energieanwendungen eingesetzt, ohne den Schweißprozess zu stören.

Filterreinigung & allgemeine Instandhaltung bei der Punktabsaugung von Schweißrobotern

Zum Reinigen des Schweißrauchs bzw. zum Auffangen der Partikel aus den Rauchgasen werden Filter in den Absauganlagen eingesetzt. Bei Schweißrobotern sollten diese Filter idealerweise selbstreinigend sein. In einem automatischen Reinigungsprozess wird der Druckunterschied zwischen der Seite mit sauberer Luft und der Seite mit verschmutzter Luft gemessen. Im Falle eines Druckunterschieds wird ein Impuls ausgelöst und der Filter zur Reinigung mit Druckluft ausgeblasen. Die ausgeblasenen Partikel werden in einer sogenannten Dustbox oder Staubschublade aufgefangen und müssen fachgerecht entsorgt werden.

Da der automatisierte Reinigungsprozess während des Betriebs des Absaugsystems läuft, entstehen keine Ausfallzeiten durch die Reinigungszeiten des Filters. Neben der automatischen Filterreinigung gibt es aber auch weitere Instandhaltungs- und Reinigungsaufgaben, die bei den Roboter-Absauglösungen manuell erledigt werden müssen. So sollten die Absaugdüse und die Schläuche regelmäßig gereinigt werden, damit sie sich nicht zusetzen. Die Dustboxen bzw. Staubschubladen müssen ebenfalls regelmäßig geleert werden und die Kohlenbürsten dürfen nicht verschlissen sein.

Allein aus Sicht des Energieverbrauchs ist Punktabsaugung bei Schweißrobotern wesentlich ökologischer als zentrale Hallenabsaugungen, wo große Mengen an Luft umgewälzt werden. Darüber hinaus liegt ein klarer Vorteil beim Gesundheit- und Arbeitsschutz: Die gesundheitsgefährdenden Rauchgase gelangen erst gar nicht in die Umgebung – also auch nicht in die Atemwege der anderen in einer Produktionshalle arbeitenden Menschen.

Aufrüsten eines Roboterbrenners mit Punktabsaugung

Die Implementierung bzw. Aufrüstung eines Roboterschweißbrenners mit einem Absaugkit zur Punktabsaugung lässt sich relativ einfach und schnell realisieren. Sie benötigen hierfür lediglich folgende Angaben:

Brennerhalsdurchmesser
Brennerhalswinkel
Brennerhalslänge
Schlauchpaketlänge

Mit ein wenig Geschick ist die Montage leicht durch eine erfahrene Schweißfachkraft aus dem eigenen Betrieb umsetzbar. Das ABICOR BINZEL Absaugkit lässt sich ohne große Umstände an viele Roboterbrenner anderer Hersteller montieren. Manchmal braucht es nur kleine Anpassungen an der Halterung und das Absaugkit ist einsatzbereit.

Schweißrauchabsaugung für »Hard Automation«

Mechanisierte Schweißsysteme werden bei einfachen Automatisierungsprozessen verwendet, bei denen Wiederholgenauigkeit wie beim Schweißen von Platten, Trägern und Rohren nötig ist. Diese Systeme sind dazu da, Arbeitsabläufe aus dem manuellen Schweißen zu reproduzieren.

Mechanisierte Systeme erfordern geringere Geräteinvestitionen als Roboterprozesse und werden häufiger in offenen Bereichen eingesetzt als in geschlossenen Zellen. Beispiele hierfür sind Schweißtraktoren für das Fügen langer Bauteile oder großer Werkstücke sowie stationäre Systeme für das Schweißen kleiner Bauteile, die in Haltevorrichtungen eingespannt sind.

Beim mechanisierten Schweißen nehmen die Schweißer bzw. Schweißerinnen selbst Einstellungen an der Ausrüstung oder dem Brenner vor, um den Schweißprozess zu kontrollieren, anzupassen und visuell zu überwachen.

Beim automatisierten Schweißen sind die Schweißer/Anwender dem gesundheitsschädigenden Schweißrauch ausgesetzt, das Tragen persönlicher Schutzausrüstung ist daher Pflicht. Aus diesem Grund ist selbst bei gut belüfteter Umgebung eine Rauchgasabsaugung vorgeschrieben.

Schweißrauchabsaugung bei Automatenbrennern in der Praxis

Ein Absaugarm oder ein Haubensystem sind Lösungen für Schweißarbeiten, bei denen der Schweißbrenner in einer feststehenden Position bleibt oder sich nur minimal bewegt. Beim mechanisierten Schweißen längerer Nähte ist ein Absaugsystem wie das xFUME^® ROBO Absaugkit von ABICOR BINZEL vorteilhafter. Ein Absaugarm mit Haubensystem müsste stetig nachgerückt werden, was in der Praxis nicht zielführend ist.

Punkt-Absaugsysteme werden also auch bei mechanisierten Prozessen eingesetzt und haben mit über 90% eine größere Absaugeffizienz, da sie direkt über der Schweißstelle positioniert werden.

Automaten-MIG-Schweißbrenner mit direkter Absaugung für maximale Auffangleistung von über 90%

Schweißrauchabsaugung beim WIG-Schweißen

WIG-Schweißverfahren erzeugen geringere Mengen an sichtbaren Schadstoffen im Vergleich zu anderen Formen des manuellen Lichtbogenschweißens. Allerdings sind diese unsichtbaren Schweißrauche nicht weniger gesundheitsschädlich. Ganz im Gegenteil: Sie sind sogar hoch krebserregend! Edelstähle und hochlegierte Stähle werden überwiegend mit dem WIG-Schweißverfahren geschweißt. Diese enthalten Chrom-(VI)-Verbindungen, die Krebs in den Atemwegen auslösen können. Aluminium und Aluminiumlegierungen enthalten Alumiumoxid, was zu einer Aluminiumstaublunge führen kann. Geschädigte Teile der Lunge geben dann einfach ihre Funktion auf.

Darüber hinaus werden beim WIG-Schweißen erhebliche Mengen Ozon und Stickstoffoxid produziert, die beide als Reizgase gelten und somit besonders gefährlich sind. Ozon entsteht vor allem beim WIG-Schweißen von rostfreiem Stahl und Aluminium und verursacht insbesondere Trockenheit und Kratzen im Hals, Husten oder ein Engegefühl in der Brust.

Die mit dem WIG-Verfahren geschweißten Metalle erzeugen also extrem schädliche Rauchgaspartikel, die mit einem speziell dafür ausgelegten Absauggerät aufgenommen werden müssen. Diese Absauggeräte müssen Filter der Rauchklasse W3 enthalten, mit denen zusätzlich auch die Rauchgaspartikel aus legiertem Stahl mit Legierungsbestandteilen wie Chrom und Nickel (hochlegierter Stahl mit x ≥ 30% Nickel-Basislegierungen) aufgefangen werden können. Filter dieser Leistungsklasse sind mit »W3« gekennzeichnet.

Diese Leistung erbringen beispielsweise die Rauchgas-Absauggeräte xFUME^® ADVANCED W3, FES-200 W3 und FEC W3 von ABICOR BINZEL. Zusammen mit dem xFUME^® TIG Absaugbrenner zur Punktabsaugung bilden diese ideal aufeinander abgestimmte Schweißrauch-Absaugsystemlösungen.

Gesetzliche Anforderungen

Vorschriften und Richtlinien zur Schweißrauchabsaugung

In Deutschland können Sie sich bei der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin die aktuellen technischen Regeln für Gefahrenstoffe beim Schweißen herunterladen.

Anhang I Nr. 2 »Partikelförmige Gefahrstoffe« besagt:

„Stäube sind an der Austritts- oder Entstehungsstelle möglichst vollständig zu erfassen und gefahrlos zu entsorgen. Die abgesaugte Luft ist so zu führen, dass so wenig Staub wie möglich in die Atemluft der Beschäftigten gelangt. Die abgesaugte Luft darf nur in den Arbeitsbereich zurückgeführt werden, wenn sie ausreichend gereinigt ist.“

Dies bedeutet, dass beim Einsatz von Schweißrauchabsauggeräten der Abscheideklassen W2 und W3 die aufgenommene und gefilterte Luft wieder in die Arbeitsumgebung abgegeben werden darf.

Die aktuell geltenden Schweißrauch-Vorschriften TRGS 528 und die DGUV Regel 109-002 wurden Anfang 2020 nach neuesten Erkenntnissen angepasst. Diese wurden in die Technische Regel für Gefahrenstoffe (TRGS) 528 »Schweißtechnische Arbeiten« aufgenommen. Sie gelten auch als Maßstab für Berufsgenossenschaften, die in regelmäßigem Zyklus in die Produktionsbetriebe gehen und die aktuellen Gegebenheiten vor Ort prüfen. Die Überprüfung beinhaltet lüftungstechnische, bauliche und substituierende Maßnahmen, die Absaugung im Bereich der Rauchentstehung, die Luftrückführung sowie alle organisatorischen und persönlichen Schutzmaßnahmen beim Schweißen.

Firmen sind dazu verpflichtet, die Vorschriften für schweißtechnische Arbeiten einzuhalten. Bei Verletzung der Vorschriften kann die Berufsgenossenschaft die Produktion so lange stilllegen, bis die Mängel behoben sind. Was dieser Ausfall für einen Produktionsbetrieb bedeutet, muss an dieser Stelle nicht näher erläutert werden.

Schweißrauchabsaugung – FAQs

Das Thema Schweißrauchabsaugung wirft viele Fragen auf. Wir haben hier die häufigsten Bedenken zusammengefasst und direkt beantwortet. Wenn Sie weitere Fragen haben, lassen Sie uns das gerne wissen.

Büße ich Leistung für Sicherheit ein?

Es wird zwar gesagt, dass Rauchgas-Abgasbrenner eine »geringere Leistung« erbringen, doch die Antwort lautet eindeutig »nein«. Es besteht keine Leistungseinbuße.

Die heutigen Rauchgas-Absaugbrenner erbringen die gleiche Leistung wie reguläre Schweißbrenner mit einem Leistungsvermögen von 200 bis 500 Ampere luft- und flüssiggekühlt für fast jede mögliche Situation, die ein Standard-MIG-Brenner bewältigen kann.

Die Schweißbrenner verfügen zudem über die gleiche Reihe von Funktionen wie ein Standard-MIG-Brenner.

Lassen sich Rauchgas-Absaugbrenner an mein Schweißgerät anschließen?

Es ist kein Problem, Rauchgas-Absaugbrenner für industrielle Schweißgeräte zu konfigurieren. Hat Ihr Schweißgerät keinen Euro-Zentralanschluss, kann das Anschließen mit passenden Schlauchpaketen oder Adapterlösungen erfolgen. Zusätzlich zur Stromquelle muss noch ein Schweißrauch-Absaugbrenner sowie ein Absauggerät angeschlossen werden. Hier gibt es für verschiedene Schlauchdurchmesser passende Adapterstücke oder auch Verbindungsschläuche.

Wie lange halten die Außenschläuche an den Rauchgas-Absaugbrennern? Sind sie feuerempfindlich?

Die Haltbarkeit des Außenschlauchs variiert. Es besteht aus einem speziellen Material, das resistent gegen Hitze und UV-Strahlen ist. Möglicherweise muss er regelmäßig wie alle Schlauchpaketkomponenten ausgetauscht werden, hält aber der normalen industriellen Umgebung stand. Es gibt spezielle Überzüge, die den Außenschlauch zusätzlich schützen.

Erfassen die Absaugbrenner das Schutzgas?

Bei Rauchgas-Absaugbrennern besteht bei unsachgemäßer Handhabung die Gefahr, dass die optimale Schutzgasabdeckung gefährdet wird und es dadurch zu Porenbildung kommen kann. Eine Nacharbeit ist sehr teuer. Wer jedoch ein paar Dinge beachtet, wird eine gute Schutzgasabdeckung und effektive Rauchgasabsaugung haben.

Sie sollten sicherstellen, dass der Absaugvolumenstrom nicht die Zone erreicht, in der sich das Schutzgas befindet. Wenn Sie Turbulenzen in der Nähe des Endes der Schutzgasdüse messen, ist die Absaugströmung zu stark oder die Abdeckung zu dicht am Schweißvorgang.

Sind Rauchgas-Absaugbrenner schwer?

Dies war ein verbreitetes Problem bei der ersten Generation von Rauchgas-Absaugbrennern. Um alle zusätzlichen Komponenten in den ersten Rauchgas-Absaugbrennern unterzubringen, bedeutete das viel zusätzliches Gewicht, wodurch die Schweißbrenner sperrig, schwer und unhandlich wurden.

Heute liegt bei der Entwicklung der Fokus auf Gewichtsreduktion, Zugang des Schweißers und Ergonomie, was die modernen Rauchgas-Absaugbrenner viel bequemer und benutzerfreundlicher macht. Dies geht sogar so weit, dass einige – und dazu gehören unsere eigenen ABICOR BINZEL Rauchgas-Absaugbrenner – weniger wiegen als vergleichbar eingestufte Schweißbrenner ohne Rauchgasabsaugung.

Auf weld.com gibt es ein hervorragendes YouTube-Video, in dem Fragen zum Gewicht bei Rauchgasabsaugung behandelt werden.

Ist es für meine Schweißer körperlich anstrengender, selbst wenn es gesünder ist?

Es gibt Rauchgas-Absaugbrenner, die schwer und unhandlich sind und daher die Ausdauer der Schweißerfachkräfte beeinträchtigen können. Doch die individuelle Belastung eines Rauchgas-Absaugbrenners hängt von dem Schweißbrenner ab, der vorher benutzt wurde und dem Absaugbrenner, der nun ausgewählt wird. Es gibt nämlich Rauchgas-Absaugbrenner, die sich genauso anfühlen und handhaben lassen wie die meisten MIG-Schweißbrenner auf dem Markt.

Darüber hinaus hängt es von den Schweißpositionen ab, in denen Ihre Schweißer und Schweißerinnen arbeiten müssen. Überkopf- und Steigpositionen sind natürlich belastender als Horizontal- oder Fallpositionen. Aus diesem Grund kann die Nutzung schwererer Rauchgas-Absaugbrenner anstrengender sein und auch die Absaugleistung negativ beeinflussen, da ein in ungüstiger Position gehaltener Brenner weniger Rauch einfängt als unter idealen Bedingungen. Probieren Sie einen Rauchgas-Absaugbrenner aus und schauen Sie selbst, ob es einen Unterschied macht.

Auf dem Markt gibt es zahlreiche MIG-Brenner mit Kugelgelenk am Anschluss des Schlauchpakets und es gibt viele Schlauchpakete, deren Gewicht dem von MIG-Brennern ohne Rauchgasabsaugung entspricht. Schauen Sie sich um und reden Sie mit Ihrem Anbieter für Schweißausrüstung oder einem qualifizierten Vertreter.

Haben Rauchgas-Absaugbrenner andere Verschleißteile?

Die Absaugdüse ist das einzige zusätzliche Verschleißteil, das ein Rauchgas-Absaugbrenner benötigt. Abgesehen davon wird der gleiche Aufbau verwendet wie bei üblichen MIG-Schweißbrennern: Gasverteiler, Düsenstock, Stromdüse und Gasdüse.

Gibt es Schweißzusätze, die sich nicht für die Rauchgasabsaugung eignen?

Um es kurz zu halten: nein. Rauchgas-Absaugbrenner eignen sich für jeden Draht – egal, ob Fülldraht, Metallkern oder Massivdraht. Je nach verwendetem Draht kann es jedoch zu einer erhöhten Rauchentwicklung kommen. Beim Schweißen mit Metallkern- und Massivdrahtelektroden gehen Sie wahrscheinlich auf höhere Stromstärken und heißere Gasgemische, was dazu führt, dass mehr Schweißrauch entsteht und sich dieser schneller verteilt und die Schweißposition schwieriger wird für eine Rauchgasabsaugung am Entstehungsort.

Metallkerndraht: Einige Anwender sind hier der Meinung, dass das Schweißen von Metallkerndraht mit einem sauberen Gasgemisch (das heißt CO2) einen »sauberen« Rauch erzeugt, der nicht abgesaugt werden muss. Das ist ein verbreiterter Mythos. Beim Schmelzen des Grundmetalls werden trotzdem giftige Partikel in die Atmosphäre freigesetzt. Ohne geeignete Absauggeräte und -verfahren atmen Ihre Schweißer und anderen Mitarbeiter in der direkten Umgebung diese ein.

Fülldraht erzeugt beim Schweißen sehr dicken und sichtbaren Rauch. Er setzt zudem viele Partikel in die Umgebung frei, die am Entstehungsort einfangen werden sollten. Fülldraht wird zudem allgemein beim Schweißen mit relativ niedrigen Stromstärken eingesetzt, was die Absaugung am Entstehungsort erheblich vereinfacht.

Wie lange halten die Filter bei Rauchgas-Absaugsystemen?

Die Filterlebensdauer von Rauchgas-Absaugsystemen ist schwer vorherzusagen. Systeme mit einem Reinigungsmechanismus halten in der Regel zwischen 3 und 12 Monaten. Bei Systemen ohne automatischen Reinigungsprozess hängt dies stark von der Filtergröße, dem verwendeten Schweißdraht, dem Grundmetall und den Parametern des Schweißgeräts ab.

Bei LEV-Systemen wird der Filter meist nicht automatisch überwacht, das heißt es gibt kein Signal dafür, ob der Filter voll ist oder nicht. Wie lange der Filter hält, hängt von der Einschaltdauer, dem Schweißverfahren, dem verschweißten Material usw. ab und es ist schwierig, ein Intervall für den Filterwechsel vorzugeben. Für unsere Rauchgas-Absaugsysteme geben wir bei einer täglichen Einschaltdauer von 3 bis 4 Stunden eine Mindeststandzeit der Hauptfilterkassette von mindestens 4 Wochen bis 12 Monaten an.

Unabhängig davon ist es wichtig, die Effizienz des Rauchgas-Absaugsystems zu überwachen. Wenn Sie den Eindruck haben, dass die Wirkung nachlässt, sollte zunächst der Filter geprüft werden. Einige Systeme verfügen über eingebaute Sensoren oder Anzeigen, die darauf aufmerksam machen, wenn der Differenzdruck im Filter zu hoch wird.

Wie hoch ist der maximale Volumenstrom für Rauchgas-Absaugsysteme? Was ist der richtige Volumenstrom?

Jeder Rauchgas-Absaugarm sollte im Volumenstrombereich von 1.000–1.200 m^³/h liegen. Bei einigen Armen ist dieser Wert niedriger. Diese Systeme haben idealerweise einen höheren Volumenstrom und geringeren statischen Druck im Vergleich zu Lösungen, die mit Rauchgas-Absaugbrennern kombiniert werden. Beachten Sie, dass bei RauchgasAbsaugsystemen der Volumenstrom als Hauptleistungsparameter gilt.

Mobile Rauchgas-Absaugsysteme werden mehr nach statischem Druck als dem Volumenstrom gewertet. Bei einem mobilen Rauchgas-Absaugsystem liegt der typische Bereich bei 102–170 m^³/h.

Da es sich bei dem Schweißbrenner in der Regel um ein sehr eingeschränktes Tool handelt, brauchen Sie ein System, das genug statischen Druck erzeugt, um diese Einschränkungen zu überwinden.

Ist der Volumenstrom bei Rauchgas-Absaugsystemen einstellbar?

Ja, einige Systeme bieten eine einstellbare Absaugleistungsregelung (Min./Max.). Das Schweißrauch-Absaugsystem xFUME^® ADVANCED beispielsweise verfügt über eine einstellbare Volumenstromregelung. Fragen Sie bei Ihrem Schweißfachhändler bzw. Herstellerunternehmen nach, ob derartige Rauchgas-Absauglösungen angeboten werden.

Am xFUME^® ADVANCED lässt sich beispielsweise die Durchflussmenge ganz einfach mithilfe des »Air Flow«-Drehkopfs einstellen.

Fazit

Eine sichere und gesunde Arbeitsumgebung für den Schweißer ist nicht nur Pflicht, sondern sollte auch aus persönlichem Interesse ganz oben auf Ihrer Liste stehen. Wir gehen davon aus, dass die Grenzwerte noch weiter nach unten angepasst werden, um Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz sicherzustellen.

Es gibt bereits zahlreiche Optionen zur Rauchgasabsaugung auf dem Markt und es gibt viele Wege, Rauchgasabsaugung in Ihrer Firma zu optimieren – egal, wie viele Schweißarbeitsplätze Sie haben oder wie viel Geld Sie investieren können. Wenn Sie sich unsicher sind, bitten Sie Ihren Schweißfachhändler um eine Überprüfung der Möglichkeiten bei Ihnen oder auch um eine Demonstration. Vor Ort lässt sich am einfachsten feststellen, welche Absaugtechniklösung am besten für Ihre Anwendungen geeignet ist.