Arbeitssicherheit beim Schweißen: Gefahren und Schutzmaßnahmen bei der Schweißarbeit

Was ist die Definition von Schweißen?

Das Schweißen ist ein Verfahren, bei dem Metallteile beziehungsweise Bauteile miteinander verbunden werden – so, dass sie sich nicht mehr voneinander lösen können. Unter Anwendung von starker Hitze oder Druck werden die Teile miteinander verbunden – und dies mit oder ohne Verwendung von Schweißzusatzwerkstoffen. Unter Anwendung von Hitze verflüssigen sich die Kanten des jeweiligen Materials und lassen sich dann aneinanderfügen. Sobald es abgekühlt ist, ist die Schweißnaht deutlich zu erkennen. Das Aussehen der Naht hängt unter anderem vom Schweißverfahren sowie von den verwendeten Schweißgeräten ab.

Welche Schweißverfahren gibt es?

Im Folgenden erfolgt eine Übersicht sowie eine kurze Erläuterung zu den verschiedenen Schweißverfahren:

Gasschweißen

Bei diesem Schweißverfahren wird ein Gasgemisch aus Sauerstoff und Acetylen verwendet. Beim Gasschweißen entsteht eine Flamme, die bis zu 3.000 Grad Celsius heiß wird und somit die jeweiligen Werkstoffe zum Schmelzen bringen kann. Das Gasschweißverfahren ist ein Fügeverfahren, das sowohl als Verbindungsschweißen als auch als Beschichtungsverfahren zum Einsatz kommt. Mithilfe des Gasschweißens werden zum Beispiel Rohre gebogen oder Aushalsungen an Rohren hergestellt. Einer der Vorteile des Gasschweißens ist, dass das Schweißverfahren mit und ohne Zusatzwerkstoffe ausgeführt werden kann.

Bolzenschweißen

Bolzenschweißen wird zum Verschweißen von bolzenartigen Bauteilen genutzt. Beim Schweißen entsteht ein Lichtbogen zwischen dem jeweiligen Werkstück und der Stirnfläche des Bolzens. Der Lichtbogen bewirkt, dass sich beide Seiten verflüssigen. Dadurch entsteht eine Verbindung. Mit dem Schweißverfahren werden beispielsweise bolzenförmige Elemente wie Haken oder Ösen mit Bauteilen wie Heizungen oder Karosserieblechen verschweißt. Bolzenschweißen ist darüber hinaus die Kurzform für den Begriff Lichtbogenbolzenschweißen oder Lichtbogenschweißen.

E-Handschweißen

E-Handschweißen ist eine Schweißtechnik, bei der eine Stabelektrode entzündet wird. Sobald das jeweilige Werkstück damit in Berührung kommt, wird ein Lichtbogen erzeugt. Dieser Lichtbogen ist eine markante Eigenschaft des Schweißverfahrens. Anschließend verdampft die Umhüllung der Stabelektrode, wird zum Schutzgas und liegt schützend über dem Schmelzgas. Sämtliche schweißgeeigneten Werkstoffe eignen sich für das E-Handschweißen. Dazu gehören zum Beispiel Stahlwerkstoffe sowie Kupfer- und Aluminiumwerkstoffe. Das E-Handschweißverfahren wird auch als Lichtbogenhandscheißen bezeichnet. Außerdem ermöglicht das Verfahren das Schweißen im Freien.

MIG / MAG-Schweißen

 Hierbei handelt es sich um das sogenannte Metall-Schutzgasschweißen. Dabei steht MIG für Metall-Inertgasschweißen, die Abkürzung MAG dagegen für Metall-Aktivgasschweißen. Gleichzeitig handelt es sich um ein Schweißverfahren, das in Betrieben häufig genutzt wird. Es verfügt einerseits über hohe Schweißgeschwindigkeiten. Andererseits kann das MIG / MAG-Schweißen robotergestützt eingesetzt werden. 

Bei dem Verfahren wird der Lichtbogen durch einen Zusatzwerkstoff gezündet, sobald dieser mit dem Werkstoff beziehungsweise dem Bauteil in Berührung kommt. Damit der Lichtbogen nicht mit Sauerstoff in Berührung kommt, strömt zusätzliches Schutzgas durch die Gasdüse. Damit wird der Sauerstoff beim Schweißen verdrängt. Oxidation am Lichtbogen wird durch das gleichzeitig austretende Schutzgas verhindert. Kupfer, Magnesium und Titan sind schweißfähige Werkstoffe, die bei diesem Schweißverfahren zur Anwendung kommen.

Widerstandsschweißen

Während bei anderen Schweißverfahren Zusatzwerkstoffe und Schutzgas verwendet werden, ist dies beim Widerstandsschweißen nicht der Fall. Die zu verschweißenden Bauteile werden durch zwei gegenüberliegende Elektroden zusammengepresst. Mithilfe elektrischen Stroms, der durch die Elektroden geleitet wird, schmilzt der Grundwerkstoff an der Stelle auf, an welcher der größte Widerstand herrscht. Das Widerstandsschweißen wird auch oft als Widerstandspunktschweißen bezeichnet und gehört zu den sogenannten Pressschweißverfahren.

Welche Gefahren bestehen beim Schweißen?

Die unterschiedlichen Schweißverfahren haben nicht nur Vorteile. Sie bergen außerdem ein großes Gefährdungs- und Gefahrenpotenzial. Die wichtigsten Gefahren, die die Sicherheit der Schweißer beeinträchtigen, sind nachfolgend zusammengefasst:

• Der Funkenflug zieht eine erhöhte Brandgefahr und Explosionsgefahr nach sich.
• Durch Schweißfunken, die unweigerlich beim Schweißen entstehen, erhöht sich die Verletzungsgefahr für die Beschäftigten.
• Der Funkenflug kann vor allem die Augen gefährden. Diese Gefährdung besteht auch bei den sogenannten Schweißspritzern sowie bei Strahlung. Bei dem „Verblitzen“ wird die Augenlinse durch die entstehende Wärmestrahlung geschädigt.
• Beschäftigte sind gesundheitlichen Gefährdungen ausgesetzt, die durch Schweißrauche entstehen. Diese Dämpfe entstehen zum Beispiel durch die Elektroden beim Schweißen sowie durch manche Beschichtung von Materialien. Darüber hinaus entstehen die Schweißrauche aufgrund der Metalllegierungen wie zum Beispiel Nickel-Chrom-Stähle.
• Elektrische Stromschläge beim Elektroschweißen stellen ebenfalls eine Gefahr für Beschäftigte dar.

Um Mitarbeiter, die Schweißarbeiten durchführen, zu schützen, müssen Unternehmen geeignete Sicherheits- und Schutzmaßnahmen an diesen Arbeitsplätzen ergreifen.

Gibt es typische Schweißer-Krankheiten?

Gesundheitliche Risiken infolge des Schweißens sind beispielsweise:

• Lungen- und Leberkrebs
• Gehirnschäden
• Neurologische Erkrankungen
• Atemwegserkrankungen infolge der eingeatmeten Gefahrstoffe
• Hauterkrankungen
• Allergien
• Schlechtere Lungenleistung
• Lärmschwerhörigkeiten

Um diese gesundheitlichen Risiken zu vermeiden, sind die Umsetzung von entsprechenden Maßnahmen zum Schutz der Mitarbeiter rechtzeitig erforderlich.

Wie ermitteln Arbeitgeber die Gefährdungen beim Schweißen?

Das Arbeitsschutzgesetz (ArbSchG), insbesondere § 5 ArbSchG, verpflichtet Arbeitgeber beziehungsweise Unternehmen zur Erstellung und Durchführung der Gefährdungsbeurteilung. Demnach müssen sie mögliche Gefährdungen für die Beschäftigten am Arbeitsplatz ermitteln, die sich beim Schweißen für sie ergeben können. 

Auf der Grundlage der Ergebnisse der Gefährdungsbeurteilung müssen Arbeitgeber entsprechende Schutzmaßnahmen entwickeln und umsetzen, damit die Gefährdungen nicht mehr auftreten beziehungsweise auf ein Minimum reduziert werden. Gemäß § 5 Abs.3 ArbSchG können sich Gefährdungen durch die Gestaltung von Arbeits- und Fertigungsverfahren sowie durch Arbeitsabläufe ergeben. Bei der Erstellung und Durchführung der Gefährdungsbeurteilung muss dieser Punkt berücksichtigt werden.

Welche Schutzmaßnahmen müssen beim Schweißen ergriffen werden?

Auf der Grundlage des Ergebnisses der Gefährdungsbeurteilung erfolgt die Entwicklung und Umsetzung der Schutzmaßnahmen, damit der Arbeitsschutz beim Schweißen für die Beschäftigten gewährleistet ist.

Bei der Umsetzung der Schutzmaßnahmen sollten Arbeitgeber eine spezielle Maßnahmenhierarchie einhalten. Bei dieser Hierarchie handelt es sich um das sogenannte TOP-Prinzip. Die einzelnen Buchstaben stehen für folgende Maßnahmen:

• T: Technische Maßnahmen
• O: Organisatorische Maßnahmen
• P: Persönliche Maßnahmen

Technische Maßnahmen bei Schweißarbeiten

Die folgenden technischen Schutzmaßnahmen sollten am Arbeitsplatz bei Schweißarbeiten getroffen werden:

• Auswahl und Verwendung von gefahrstoffarmen Verfahren und Zusatzwerkstoffen
• Verbesserung der Lüftung (vor allem in Produktionshallen und Werkstätten, in denen Schweißarbeiten stattfinden)
• Absaugung im Entstehungsbereich. Je näher an der Gefahrenquelle abgesaugt wird, desto besser werden die Gefahrstoffe erfasst. Darüber hinaus werden auch Schweißrauche durch lüftungstechnische Maßnahmen besser erfasst.
• Luftrückführung: Nur wenn die abgesaugte Luft ausreichend gereinigt ist, darf sie in den Arbeitsbereich zurückgeführt werden. Arbeitgeber sollten deshalb Lufttechnische Anlagen mit Rückführung einsetzen, die auf Wirksamkeit geprüft wurden.

Organisatorische Maßnahmen bei Schweißarbeiten

Zu den organisatorischen Schutzmaßnahmen bei Schweißarbeiten gehören unter anderem:

• Erstellung der Betriebsanweisung
• Die Betriebsanweisung sollte eine einfache Form haben und in einer leicht verständlichen Sprache geschrieben werden. Wesentliche Inhalte der Betriebsanweisung sind die Gefahren und Gefährdungen, die sich aus der Tätigkeit des Schweißens ergeben. Darüber hinaus sollte die Betriebsanweisung die vorab festgelegten Schutzmaßnahmen benennen sowie das richtige Verhalten bei Störungen und Unfällen.
• Einhaltung der empfohlenen Schweißparameter, um die Gefahrstoffemissionen auf ein Minimum zu reduzieren.
• Technisch einwandfreier Zustand der Schweißgeräte und Maschinen. Dafür müssen Arbeitgeber sorgen.
• Ventile von Druckgasflaschen und Gasentnahmestellen bei Arbeitsunterbrechungen und bei Beendigung der Tätigkeit schließen. So werden beispielsweise Risiken zur Explosion von vornherein ausgeschlossen.
• Arbeitspositionen der Beschäftigten müssen so gewählt werden, dass sie kaum Schadstoffen ausgesetzt sind.

Persönliche Maßnahmen bei Schweißarbeiten

Zu den persönlichen Schutzmaßnahmen beim Schweißen zählt zunächst die Ausgabe von Schutzausrüstung und Schutzkleidung. Diese sollen vor allem dem Schutz der Augen dienen. Die Augen müssen einerseits vor den Schweißfunken, andererseits vor Strahlung geschützt werden – auch vor schädlichem UV-Licht. Die Norm DIN EN 169 legt dabei die Anforderungen an den Augenschutz fest.

Eine weitere Schutzmaßnahme stellt die Bereitstellung von Atemschutzgeräten dar. Zum Atemschutz zählen:

• Helme und Hauben mit Gebläse und Partikelfilter
• Masken mit Gebläse und Partikelfilter
• Vollmasken oder Mundstückgarnituren
• FFP2 oder FFP3-Masken
• Isoliergeräte

Hinzu kommen noch das Schweißerschutzschild, welches den Kopf sowie die Augen schützt, und die Sicherheitsschuhe für die Beschäftigten. Welche Schutzkleidung beizehungsweise PSA (Persönliche Schutzausrüstung) verwendet wird, geht aus der Gefährdungsbeurteilung hervor.

Wer darf schweißen?

Aufgrund der erhöhten Gesundheits- und Brandgefahr dürfen nicht alle Beschäftigten schweißen. Sie dürfen nur dann Schweißarbeiten vornehmen, wenn sie eine Schweißerprüfung abgelegt haben, die sie zum Schweißen befähigt. Die Prüfung ist ein Garant dafür, dass die Schweißarbeiten sicher ablaufen. Mit der Prüfung erlangen die Schweißer die Berechtigung zum Schweißen, die in der Regel eine Gültigkeit von zwei Jahren hat.  

Auch jugendliche Beschäftigte dürfen im Rahmen ihres Beschäftigungsverhältnisses, beispielsweise in einem Ausbildungsverhältnisses, Schweißarbeiten ausüben – allerdings nur unter Anleitung und Schutz des Ausbilders. 

Weitere Ratgeber rund um das Thema Gefährdungsbeurteilung:

SiGeKo: Notwendigkeit, Aufgaben, Ausbildung & Bestellung

Gefährdungsbeurteilung bei Steigleitern + Schutzmaßnahmen

Arbeitsmittelprüfung: Pflichten, Organisation und Beispiele

Instandhaltungsarbeiten: Gefahren und Schutzmaßnahmen

FAQ: Antworten rund um Arbeitsschutz bei Schweißarbeiten