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Nahezu alle Verfahren der Schweißtechnik setzen Gefahrstoffe in Form von Gasen und Partikeln frei.

Gefährdungen

Von hoher technologischer und wirtschaftlicher Bedeutung für Industrie und Handwerk sind die Lichtbogenschweißverfahren. Dazu gehören beispielsweise das Metall-Aktivgasschweißen, das Metall-Inertgasschweißen, das Wolfram-Inertgasschweißen und das Lichtbogenhandschweißen. Diese Schweißverfahren sind mit folgenden Gefahren und Gefährdungen verbunden. 

Mit dem Lichtbogen geht typischerweise intensive optische Strahlung einher, deren Strahlungsanteile im ultravioletten Bereich Hautkrebs erzeugen können. Aufgrund der hohen Temperaturen am Werkstück, Funkenflug und glühender Metallspritzer besteht zudem die Gefahr für Verbrennungen, Brände und Explosionen. Oft wird beim Schweißen die Gefahr der Schwerhörigkeit unterschätzt. Diese kann beispielsweise unter Langzeiteinwirkung des Lärms entstehen, der durch Schweißprozesse sowie begleitende Fertigungsprozesse wie Schleifen verursacht werden.

Bei Lichtbogenschweißverfahren sind besondere Gefahren durch mechanische Einwirkung, elektrischen Strom und Gefahrstoffe zu beachten.

Gefahrstoffe

Nahezu alle Verfahren der Schweißtechnik setzen Gefahrstoffe in Form von Gasen und Partikeln frei. Die Art und die Menge der entstehenden Gefahrstoffe hängt vorrangig von dem Schweißverfahren, von den Schweißparametern und von den eingesetzten Werkstoffen ab. 

Die gasförmigen Gefahrstoffe können sich zum Beispiel durch ionisierende Strahlung oder thermische Prozesse bilden. Die partikelförmigen Gefahrstoffe entstehen durch Verdampfen von Bestandteilen, insbesondere Metallen, aus der Schmelze. Der Metalldampf kondensiert anschließend in der Umgebungsluft zu Schweißrauch. Die Bestandteile im Schweißrauch werden maßgeblich durch die Zusatzwerkstoffe bestimmt. Aber auch die Grundwerkstoffe, Prozessgase sowie Beschichtungen und gegebenenfalls Verunreinigungen auf den Werkstücken beeinflussen die Rauchzusammensetzung. Die Partikel der Emissionen sind unterschiedlich groß und können der einatembaren Staubfraktion (E-Staub, Partikelgröße bis 100 µm) oder der alveolengängigen Fraktion (A-Staub, Partikel im Bereich von 0,01 - 10 µm) zugeordnet werden. Darüber hinaus werden durch Schweißen auch ultrafeine Partikel mit Durchmessern kleiner 100 nm freigesetzt. Diese können sich in der Umgebung niederschlagen und verschluckt oder eingeatmet werden.

Die Gefahrstoffe haben unterschiedliche Auswirkungen auf den menschlichen Körper. In Bezug auf die partikelförmigen Emissionen gilt: Je kleiner die Partikel sind, desto tiefer können sie in die menschlichen Atemwege eindringen. Einatembare Partikel größer 10 µm werden üblicherweise in den oberen Atemwegen abgeschieden, alveolengängige und insbesondere ultrafeine Partikel können bis in das Lungengewebe gelangen. Hinsichtlich der Wirkungsweise können Gefahrstoffe in drei Gruppen unterteilt werden: 

  • Lungenbelastend
  • Giftig (akut toxisch) 
  • Krebserzeugend

Alle Partikel belasten die Atemwege, sofern sie in einer Menge eingeatmet werden, die über die Selbstreinigungsfunktion der Lunge hinausgeht. Die Partikel, die nicht über die Selbstreinigungsfunktion ausgeschieden oder abgebaut werden, lagern sich im Lungengewebe ab, was in der Regel zu einer Beeinträchtigung der Lungenfunktion führt. 

Beim Schweißen entstehen Funken und Rauch.

Zu den Gefahrstoffen, die als lungenbelastend eingestuft sind, gehören Stäube der A- und E-Fraktion sowie Aluminium-, Eisen-, Magnesiumoxid und Titandioxid. Die partikelförmigen Gefahrstoffe Kupfer-, Mangan-, Zinkoxid, Vanadiumpentoxid, Fluoride, Barium- und Chrom(III)-Verbindungen haben darüber hinaus auch akut oder chronisch toxische Wirkungen. Als Beispiel sei hier das „Zinkfieber“ genannt, das häufig auf eine akute Vergiftung durch Zinkrauchexpositionen zurückzuführen ist. 

Die partikelförmigen Gefahrstoffe Cobalt-, Molybdän(VI)- und Blei(II)oxid sind giftig und stehen unter Verdacht, krebserzeugend zu sein. Die partikelförmigen Gefahrstoffe Beryllium-, Cadmium-, Nickeloxid und Chrom(VI)-Verbindungen sind giftig und krebserzeugend. 
Die gasförmigen Gefahrstoffe Stickstoffmonoxid und -dioxid, Kohlenstoffmonoxid, Ozon, Phosgen, Cyanwasserstoff sind giftig. Der gasförmige Gefahrstoff Formaldehyd ist giftig und nach neuesten toxikologischen Erkenntnissen auch als krebserzeugend einzustufen. 
Die von der Bundesregierung erlassene Berufskrankheiten-Verordnung (BKV) enthält eine Liste mit anerkannten Berufserkrankungen. Das bedeutet, dass bei Vorliegen bestimmter, in der BKV geregelter Voraussetzungen (zum Beispiel Höhe und Dauer einer Gefahrstoffexposition) eine Krankheit durch die berufliche Tätigkeit verursacht worden ist. Im Zusammenhang mit schweißtechnischen Arbeiten können zum Beispiel folgende Berufskrankheiten relevant sein: