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Schweißerschutz

Schwer entflammbare Ausrüstung bietet wirksamen Schutz beim Schweißen

Bei Lichtbogen-Schweißverfahren geht vom Lichtbogen eine starke optische Strahlung aus, deren Spektrum der Sonnenstrahlung ähnlich ist. Ohne wirksame

14.12.2007 | Autor / Redakteur: Peter Grünebaum / Bernhard Kuttkat

Bild 1: Transmissionsanforderungen an Filterscheiben für verschiedene Schweißverfahren.
Bild 1: Transmissionsanforderungen an Filterscheiben für verschiedene Schweißverfahren.

Bei Lichtbogen-Schweißverfahren geht vom Lichtbogen eine starke optische Strahlung aus, deren Spektrum der Sonnenstrahlung ähnlich ist. Ohne wirksame Schutzmaßnahmen kommt es zu Verbrennungen der Haut und vor allem der Augen, was zu bleibenden Schäden führen kann.

Geeignete schwer entflammbare Bekleidung, Lederschürze, Handschuhe und Gamaschen schützen gegen Verbrennungen, gegen Schweißfunken und Schlackenspritzer. Sie isolieren gegen elektrische Spannung und halten die von der Flamme oder vom Lichtbogen ausgehende Strahlung ab. Gesichts- oder Handschutzschilde schützen Gesicht und Augen.

Um angrenzende Arbeitsplätze zu schützen, werden Abschirmungen aus Vorhängen oder Streifen erstellt, die schädliche Strahlungen abhalten und in den lichtdurchlässigen Ausführungen trotzdem Sichtkontakt nach außen ermöglichen. Gleichzeitig wird die Umgebung gegen Spritzer, Schmutz und Funken geschützt. Zugerscheinungen gegen das Verwehen des Schutzgases werden gemindert und Absaugungen effektiver.

Passive Filterscheiben schützen beim Schweißen Augen und Gesicht

Beim Augen- und Gesichtsschutz werden immer noch passive Filterscheiben verwendet. Handschutzschilde, Kopfschilde und Brillen können je nach Schweißverfahren mit verschieden eingefärbten Schutzscheiben oder Schutzgläsern ausgerüstet werden.

Gemäß der DIN EN 169 werden die Transmissionsanforderungen den verschiedenen Schweißverfahren zugeordnet (Bild 1). Die verschiedenen „Dunkelstufen“ werden im allgemeinen Sprachgebrauch in Anlehnung an die ehemalige DIN 4647 als DIN-Stufen bezeichnet. Der Hauptvorteil von passiven Filterscheiben ist der günstige Preis das „blinde“ Ansetzen des Schweißbrenners ist zumindest für ungeübte Schweißer von Nachteil. Dies führte zur Entwicklung elektronischer Lösungen.

Automatische Schweißerschutzfilter schützen die Augen während des Schweißprozesses (Bild 2). Ihr Vorteil gegenüber konventionellen Schutzgläsern besteht in der automatischen Verdunkelung wenige Millisekunden nach Zünden des Lichtbogens. Der Helm muss deshalb zum Positionieren der Elektrode nicht hochgeklappt oder abgenommen und der Handschild nicht „blind“ zugeführt werden. Der Schweißhelm bleibt während des gesamten Schweißprozesses vor dem Gesicht. Im Modus „Hellstufe“ kann die Elektrode genau platziert werden. Sobald der Lichtbogen gezündet wird, schaltet der Filter innerhalb von wenigen Millisekunden in den (gewählten) Dunkelzustand.

Verzögerung der Filteröffnung schützt vor Nachglühen

Ohne geblendet zu werden, kann nun der Schweißvorgang beobachtet werden. Nach Beenden des Schweißens öffnet der Filter wieder mit einer kurzen Verzögerung, die vor dem Nachglühen schützt. Während des gesamten Vorgangs sind beide Hände für die Schweißarbeit frei. Der Schweißer ist immer voll geschützt, die Schweißung wird durch die ununterbrochene Beobachtung genauer und die Produktivität des Schweißers steigt.

Die Norm DIN EN 378 legt die Anforderungen für optische Güte, Homogenität und Streulicht fest. Die jeweiligen Kriterien werden je nach Qualität mit den Kennzahlen 1 bis 3 bewertet. Ein Filter mit der Bewertung 1-1-1 entspricht somit den höchsten optischen Anforderungen. Die Kennzahlen müssen auf jedem Filter angegeben werden. Ein neu strukturiertes LCD mit einer neu entwickelten Kompensationsschicht ermöglicht es, die Vorteile eines 3-lagigen LCD mit denen eines 2-lagigen LCD zu verbinden (ADC-Technologie). Die optische Qualität, auch im Bereich der Winkelabhängigkeit, verbindet sich mit dem geringeren Energieverbrauch, dem geringen Gewicht und den geringeren Fertigungskosten. Der homogene Betrachtungswinkel steigt von 10 auf 30°.

Welcher Automatikhelm für welchen Schweißer ideal ist, hängt von folgenden Kriterien ab:

Einsatzdauer: Je länger die Einsatzdauer, desto komfortabler und leichter sollten Filter und Helmschale sein. Je mehr geschweißt wird, desto mehr Schutz wird benötigt, um Ohren und Hals perfekt zu schützen. Ein Gelegenheitsschweißer, der jede Woche etwa 30 min schweißt, hat andere Anforderungen als ein Industrieschweißer mit acht Stunden Schweißarbeit täglich.

  • Schweißverfahren: Je nach Verfahren sind unterschiedliche Dunkelstufen erforderlich. Diese sollten bei wechselnden Schweißverfahren einfach einstellbar sein.
  • Schweißgut: Je nachdem, welche Materialien zum Schweißen verwendet werden, entstehen giftige oder krebserregende Stoffe, die ohne geeignete Absaugung in die Atemluft des Schweißers gelangen können. Hier helfen belüftete Helmschalen, um die Gesundheit und das Wohlbefinden des Schweißers zu schützen.
  • Lage der Schweißnaht: Die Sicht auf die Schweißnaht sollte immer perfekt sein. Beim Überkopfschweißen beispielsweise schützen zusätzliche Lederhauben oder -schürzen vor glühenden Funken und Schlacke. Beim Zwangslagenschweißen werden spezielle Lederhauben mit einer Öffnung für Automatikfilter eingesetzt.
  • Budget: Helme sollten nicht nur nach dem Preis, sondern nach Funktion, Verfügbarkeit und Anwendungsgebiet ausgewählt werden.

Überdruck im Helm schützt vor Schweißrauch

Im Idealfall wird der anfallende Schweißrauch direkt an der Entstehungsstelle abgesaugt und ausgefiltert. Dies ist jedoch nicht immer möglich. Besonders im Montage- und Zwangslagenbereich kommt es immer wieder zu Vergiftungen mit Zink, Lösungsmitteldämpfen oder ähnlichem. Neuere Werkstoffe haben teilweise einen hohen Gehalt an Cadmium und/oder anderen Schwermetallen. Durch Filterung der Atemluft und den Aufbau eines Überdrucks im Gesichtsfeld des Schweißers, unter der Automatikhaube, werden diese Gefährdungen vermieden.

Unbeteiligte Kollegen, die sich in der Nähe des Schweißarbeitsplatzes aufhalten oder daran vorbeigehen, müssen gegen UV-Licht und Infrarotstrahlen sowie gegen Schlackespritzer und Funkenflug geschützt werden. Die Unfallverhütungsvorschrift schreibt Abschirmungen vor, die entweder lichtundurchlässig oder lichtdurchlässig und gemäß DIN EN 1598 geprüft sind. Gleichzeitig muss der Schweißer selbst gegen Reflexionen geschützt werden, weil ungeschützte Hautpartien wie der Nacken verbrennen können. Lichtreflexe im Schweißschild machen das genaue Arbeiten unmöglich.

Emissionswerte verschiedener Schweißverfahren bilden Basis der Norm DIN EN 1598

Ein internationales Gremium aus Medizinern, Physikern und Ingenieuren legte an Hand der Emissionswerte verschiedener Schweißverfahren die Anforderungen der Norm DIN EN 1598 fest. Dazu wurden die zulässigen Transmissionswerte in den verschiedenen Wellenlängenbereichen festgelegt. Über eine Summierungsformel ergibt sich je nach Material ein Gefährdungsfaktor, der unter 1 liegen muss. Trotz guter Schutzwirkung lässt sich so bei der richtigen Farbeinstellung eine recht hohe Transparenz herstellen. Bei richtigem Gebrauch der Abschirmungen ist sichergestellt, dass Haut und Augen geschützt sind.

Die am weitesten verbreiteten Abschirmungen, nicht nur allein wegen des günstigen Preises, sind Schweißerschutzvorhänge. Aus relativ dünnen Folien hergestellt, leicht und trotzdem widerstandsfähig, lassen sich diese bei entsprechender Tragekonstruktion wie Gardinen zusammenschieben. Rundum einreißfest gesäumt, Oberkante mit Ösen, seitlich mit Druckknöpfen, lassen sich die Vorhänge zur gewünschten Breite aneinanderknöpfen.

Lamellen, an der Oberkante beweglich aufgehängt, bieten den Vorteil des Durchgangs an jeder Stelle (Bild 3). Hubwagen und Stapler können ohne Aufwand durch die Streifen geschoben werden. Die, im Gegensatz zu den Vorhängen, wesentlich höhere Materialdicke hat ein höheres Gewicht und somit auch einen höheren Preis zur Folge.

Mobile Schutzwände sind vielseitig nutzbar

Mobile Schutzwände wie stabile Stahlrahmen mit Laufrollen und entsprechender Bespannung lassen sich ohne Aufwand dorthin stellen, wo sie gerade gebraucht werden oder ebenso zurück, wenn wieder neu beschickt werden soll. Durch Kombination der Elemente lassen sich ganze Kabinen zusammenstellen.

An der Decke angebracht, bieten Vorhänge auf einem elektrischen Rollo ein Höchstmaß an Schutz im heruntergelassenen Zustand. Soll die Schweißanlage neu beschickt werden oder wird der Schweißarbeitsplatz nicht mehr gebraucht, verschwindet alles nach oben (Bild 4).

Soll zusätzlich zum Blendschutz der Zugang verhindert werden, wie es im Bereich vor Schweißrobotern vorgeschrieben ist, eignen sich eingefärbte Polycarbonatplatten dafür hervorragend. Diese sind in DIN- EN-1598-geprüfter Qualität und in drei verschiedenen Farben erhältlich. Die Platten können einfach spanend bearbeitet werden. Durch die hohe Transparenz der Scheiben kann der Roboter ohne Gefährdung der Augen kontrolliert werden, ein ständiges Beobachten des Lichtbogens über eine längeren Zeitraum sollte dennoch vermieden werden.

Dipl.-Ing. Peter Grünebaum ist Mitarbeiter der Sinotec GmbH in 63322 Rödermark, Tel. (0 60 74) 85 22-0, info@sinotec-gmbh.de

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