DE102005044757A1 - Schadstoffreduzierendes Schutzgasgemisch zum MAG-Schweißen unlegierter oder niedrig legierter Stähle - Google Patents

Abstract

Bei schweißtechnischen Verfahren entstehen in erhbelichem Umfang gesundheitsgefährdende Stoffe wie beispielsweise Stickoxide, Ozon, Stäube u. a. Um den gesetzlichen Vorschriften zum Arbeitsschutz zu entsprechen, müssen aufwändige Einrichtungen wie Belüftungs- und Absaugeinrichtungen eingesetzt werden. DOLLAR A Durch Einsatz eines Schutzgases zum MAG-Schweißen unlegierter Stähle mit einem Aktivgasanteil von 1 bis 8% Kohlendioxid und/oder 0,3 bis 4% wird bei annähernd gleich bleibend gutem Schweißergebnis die Entstehung von Schadstoffen deutlich reduziert.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Schutzgasgemisch zum Schweißen von unlegierten oder niedrig legierten Stählen.
• Zum Metall-Aktivgasschweißen von unlegierten oder niedrig legierten Stählen kommen Schutzgase zum Einsatz, die überwiegend aus Argon und/oder Helium bestehen sowie einen gewissen Anteil an Aktivgasen aufweisen, die zur Förderung erwünschter Oxidationsprozesse und damit zur Verbesserung des Schweißergebnisses beigemischt werden. Als Aktivgase kommen dabei meist Sauerstoff, Kohlendioxid oder ein Gemisch aus beidem zum Einsatz. Da ein zu hoher Aktivgasanteil ebenfalls unvorteilhaft ist, hat sich bei ein Aktivgasanteil von ca. 18% als besonders günstig erwiesen.
• Im Bereich hoch legierter Stähle ist dagegen ein niedriger Aktivgasanteil vorteilhaft, da die Aktivgase zur Ausbildung einer korrosionsbeständigen Oxidschicht auf der Oberfläche des zu behandelnden Werkstücks führen können, die bei höheren Qualitätsansprüchen in einem nachfolgenden Prozessschritt entfernt werden müssen. So wird beispielsweise in der DE 41 38 835 A1 ein Schutzgasgemisch vorgeschlagen, das einen besonders niedrigen Aktivgasanteil von 0,01 bis 0,5 Vol-% vorsieht, wobei der Aktivgasanteil aus Sauerstoff, Kohlendioxid oder einem Gemisch dieser Gase bestehen kann. Ein derartig niedriger Aktivgasanteil im Schutzgas ist jedoch bei unlegierten oder niedrig legierten Stählen aus metallurgischen Gründen unvorteilhaft.
• Bei der Entwicklung von Schutzgasen wurde der prozessbedingten Schadstoffentstehung oder deren Reduzierung bislang keinerlei Rechnung getragen. Der Anwender ist jedoch beim Schweißen in nicht unerheblichen Umfang Emissionen von Schadstoffen wie Stäuben, Stickoxiden oder Ozon ausgesetzt. Um die zunehmend strengeren gesetzlichen Anforderungen hinsichtlich der Reduzierung der Belastung zu erfüllen, wurde vorgeschlagen, den jeweiligen Arbeitsplatz intensiv zu durchlüften oder mit Absaugeinrichtungen auszustatten. Dies ist in vielen Fällen mit einem erheblichen apparativen Aufwand verbunden und überdies bei einigen Schadstoffen, wie beispielsweise Ozon, nur wenig wirksam. Eine Übersicht über die beim Schweißen entstehenden Schadstoffe, deren Gefährdungspotenzial sowie vorgeschlagene Gegenmaßnahmen ist dem Artikel „Gefahren beim Schweißen" in „Gesund und Sicher" (Mitteilungsblatt der Norddeutschen Metall-Berufsgenossenschaft) 12/2002, Seite 362 ff. oder der Unfallverhütungsvorschrift BGV D1 zu entnehmen.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, die Emission von Schadstoffen beim MAG-Schweißen von unlegierten oder niedrig legierten Stählen im unmittelbaren Arbeitsumfeld des Anwenders zu reduzieren, ohne das Schweißergebnis wesentlich zu beeinträchtigen.
• Diese Aufgabe wird durch ein Schutzgasgemisch mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
• Das erfindungsgemäße Schutzgasgemisch zum MAG – Schweißen unlegierter oder niedrig legierter Stähle zeichnet sich also durch einen Aktivgasanteil mit einem Kohlendioxidanteil von 1 bis 8 Vol-% und/oder einem Sauerstoffanteil von 0,3 bis 4 Vol-% aus. Der gesamte Aktivgasanteil liegt dabei bevorzugt unterhalb von 8 Vol-%, besonders bevorzugt unter 6 Vol-%, mit 1 bis 6 Vol-% reinem Kohlendioxid oder 0,5 bis 6 Vol-% eines Kohlenstoff-Sauerstoff-Gemisches. Bei Verwendung von reinem Sauerstoff als Aktivgas kann der Aktivgasanteil vorteilhafterweise noch weiter auf 0,3 bis 3 Vol-% Sauerstoff gesenkt werden.
• Der erfindungsgemäße Gedanke liegt darin, durch die Wahl einer geeigneten Schutzgaszusammensetzung bereits die Erzeugung der Schadstoffe zu unterbinden, anstatt, wie bei Einrichtungen nach dem Stande der Technik, die Schadstoffe zunächst entstehen zu lassen und anschließend aufwändig zu entfernen. Das erfindungsgemäße Schutzgas unterdrückt infolge seines relativ niedrigen Aktivgasanteils unerwünschte Verbrennungsprozesse und damit die Ausbildung unerwünschter Verbrennungsprodukte wie insbesondere Stäube, Ozon, Stickoxide o.ä.
• Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Schutzgases wird dem Anwender die Einhaltung gesetzlicher Grenzwerte erleichtert und die Arbeitsumwelt des Schweißers wird wesentlich verbessert. Der Einsatz aufwändiger Apparaturen zum Absaugen der Schadstoffe kann deutlich reduziert werden oder völlig entfallen. Zudem hat sich überraschenderweise gezeigt, dass trotz des relativ niedrigen Aktivgasanteils die Qualität des Schweißergebnisses nur geringfügig beeinträchtigt ist. Dies gilt insbesondere auch für die Werte am unteren Rand des in den Patentansprüchen angegebenen Bereiches für die Aktivgasanteile. Die durch den erniedrigten Aktivgasanteil bedingte Erschwerung der Schweißaufgabe lässt sich mit modernen Schweißapparaturen problemlos bewältigen. Die Erfindung führt also zu einer wesentlichen Verbesserung der Arbeitsbedingungen des Schweißers ohne die Qualität des Schweißergebnisses zu beeinträchtigen.

Claims (3)

1. Schutzgasgemisch zum MAG-Schweißen unlegierter oder niedrig legierter Stähle, gekennzeichnet durch einen Aktivgasanteil von 1 bis 8 Vol.-% Kohlendioxid und/oder 0,3 bis 4 Vol.-% Sauerstoff.
2. Schutzgasgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivgasanteil im Schutzgasgemisch unter 6 Vol-% beträgt.
3. Schutzgasgemisch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Aktivgas Sauerstoff mit einem Anteil von 0,3 bis 3 Vol-% oder Kohlendioxid mit einem Anteil von 1 bis 6 Vol-% zum Einsatz kommt.