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Schweißen ist der Verbindungsprozess zweier Komponenten, die aus dem gleichen Material bestehen können, aber nicht müssen. Auf diese beiden Elemente muss eine angemessene Energie angewendet werden, um ihre Kanten zu legieren. Manchmal reicht das aus, aber in den meisten Fällen muss man noch ein Bindemittel verwenden, das hilft, die beiden Elemente zu verbinden. 

Schweißmethoden:

• Manuelles Elektrodenschweißen MMA.
• MIG/MAG-Schweißen.
• WIG-Schweißen.
• Unterpulverschweißen.
• Gasschweißen.

Beim MIG/MAG-Verfahren glüht ein Lichtbogen zwischen einer Metallelektrode in Form eines Endlosdrahtes und dem zu schweißenden Material. Der Lichtbogen und das Flüssigmetallbad werden durch einen Inert- oder Aktivgasstrom geschützt. Das Verfahren ist für das Schweißen der meisten Materialien geeignet. Es werden Elektrodendrähte angeboten, die für verschiedene Metalle geeignet sind. Das MIG/MAG-Schweißen ist an sich viel effizienter als das Elektroden-Handschweißen, bei dem es Unterbrechungen im Prozess gibt, wenn eine abgenutzte Elektrode ausgetauscht wird. Außerdem gibt es Materialverluste, da die Elektrodenschwänze verworfen werden. Von jedem Kilogramm Elektroden werden etwa 65 % Teil der Verbindung (der Rest wird verworfen).Mit der Einführung von Massivdrähten und Fülldrähten konnte dieser Anteil auf 80-95% erhöht werden. Das MIG/MAG-Verfahren ist ein universelles Verfahren, das es ermöglicht, Legierungen mit sehr hoher Geschwindigkeit und in allen Positionen zu erhalten. Sie wird häufig zum Schweißen von dünnen und mittelstarken Stahlteilen sowie zum Schweißen von Aluminiumlegierungen eingesetzt, insbesondere wenn eine hohe manuelle Schweißgeschwindigkeit erforderlich ist. Eingeführte Fülldrähte werden zunehmend zum Schweißen großer Stahlkonstruktionen eingesetzt.

Das WIG-Verfahren (auch als GTAW - Gas Tungsten Arc Welding bekannt) verwendet eine nicht schmelzende Wolframelektrode. Die Elektrode, der Lichtbogen und der an das Flüssigmetallbad angrenzende Bereich sind durch ein inertes Schutzgas vor der Atmosphäre geschützt. Wenn ein Binder erforderlich ist, wird das zusätzliche Material an der Vorderkante des Flüssigmetallbads eingeführt. Mit dem WIG-Verfahren kann man extrem saubere, hochwertige Verbindungen erzeugen. Da während des Prozesses keine Schlacke produziert wird, ist das Risiko von Schlackeneinschlüssen, die die Schweißnaht verunreinigen, ausgeschlossen, und die fertige Schweißnaht muss praktisch nicht gereinigt werden. Das Verfahren ist für das Schweißen fast aller Metalle geeignet und kann manuell oder automatisiert durchgeführt werden. Das WIG-Verfahren wird am häufigsten zum Schweißen von Aluminiumlegierungen und zum Schweißen von rostfreien Stählen verwendet, bei denen die Einheitlichkeit der Verbindung entscheidend ist. Es wird häufig in der Nuklear-, Chemie-, Luft- und Raumfahrt- sowie in der Lebensmittelindustrie eingesetzt.

MMA (Manual Arc Welding) bedeutet Lichtbogenschweißen mit umhüllten Elektroden. Es ist das vielseitigste Lichtbogenschweißverfahren, das das Schweißen unter rauen Bedingungen oder an schwer zugänglichen Stellen ermöglicht. Bei dieser Methode wird eine umhüllte Elektrode verwendet, die aus einem Metallkern besteht, der mit einem komprimierten Isolierstoff bedeckt ist. Beim Schweißen mit dieser Methode wird ein Lichtbogen zwischen dem Ende der Elektrode und dem zu schweißenden Material erzeugt, der mit Wechselstrom oder Gleichstrom (negativer oder positiver Polarität) gespeist werden kann. Diese Methode zeichnet sich durch die manuelle Bewegung der Elektrode während des Schweißens aus. Die Tropfen des geschmolzenen Elektrodenmetalls werden durch den Lichtbogen in das Flüssigbad des geschweißten Metalls übertragen und bilden beim Abkühlen eine Schweißnaht. Die schmelzende Elektrodenumhüllung gibt Gase ab, die das flüssige Metall vor der Atmosphäre schützen. An der Verbindungsstelle entsteht eine Schlackenschicht, die entfernt wird. Wenn die Elektrode vom Werkstück wegbewegt wird, stoppt der Lichtbogen und der Schweißvorgang wird unterbrochen. Der Hauptunterschied zwischen MMA- und WIG- bzw. MIG/MAG-Verfahren besteht darin, dass bei MMA die Elektrode verkürzt wird, während bei WIG und MIG/MAG die Elektrodenlänge konstant bleibt und der Abstand zwischen Halter und Werkstück gleich bleibt. 

Vor allem muss beachtet werden, dass je leistungsfähiger die Schweißmaschine ist, desto größer ist ihre Fähigkeit, dicke Teile zu schweißen. Einer der wichtigsten zu definierenden Parameter ist daher die Leistung der Schweißmaschine, auch als Schweißstrom bezeichnet. Die Menge des verbrauchten Stroms bestimmt, wie hoch die Betriebskosten des Geräts sein werden. Je niedriger sie ist, desto geringer sind die Kosten für den Stromverbrauch, der für den Betrieb des Schweißgeräts benötigt wird. Die elektrische Leistung einer Schweißmaschine ist abhängig von der Spannung multipliziert mit dem Strom [P=U*I]. Die Leistung wird in Watt [W] gemessen.

Wir können zwischen unten genannten Schweißverbindungen unterscheiden:

• Stumpfnahtschweißen - wird für Stoßverbindungen von Blechen, Stangen, Rohren usw. verwendet.
• T-Stück-Schweißen - Sie werden zum überlappenden und nicht überlappenden Verbinden von Blechen oder zum Verbinden von abgewinkelten Teilen usw. verwendet.
• Eckverbindungsschweißen - zum Verbinden von dünnen Blechen verwendet. Sie werden durch Schmelzen der gewickelten Kanten der Bleche geformt, ohne dass zusätzliches Metall verwendet wird.
• Kehlnahtschweißen - bestehen darin, ein kreisförmiges oder längliches Loch, das in einer der Verbindungsplatten angebracht ist, mit Bindemittel zu füllen. Sie werden hauptsächlich zur Verstärkung von Kehlnähten beim Verbinden breiter Elemente verwendet.
• Schmelzschweißen - werden durch Schmelzen einer der Bleche und Verschmelzen mit dem darunter liegenden Blech gebildet. Sie werden hauptsächlich zur Verstärkung von Kehlnähten beim Verbinden breiter Elemente verwendet.

Nach dem internationalen Arbeitsschutzdatenblatt werden im Beruf des Schweißers folgende Gefährdungen festgestellt (Quelle - Zentralinstitut für Arbeitsschutz):

• Beim Lichtbogenschweißem besteht die Gefahr von Verbrennungen durch spritzende heiße Metallteile.
• Beim Lichtbogenschweißen/-schneiden wird ultraviolette Strahlung emittiert, die sich negativ auf den Arbeiter auswirken kann.
• Beim Gasschweißen besteht Brand- und Explosionsgefahr der Schweißgase.
• Die Exposition des Schweißers gegenüber Schweißrauch während der Arbeit verursacht gesundheitliche Auswirkungen.
• Die Arbeit eines Schweißers/Schneiders wird oft in einer erzwungenen Körperhaltung ausgeführt (Schweißen in Doppeltanks usw.), was zu Rücken-, Schulter-, Arm- und Beinschmerzen führen kann.
• Die Arbeit eines Schweißers/Schneiders beinhaltet oft das Tragen von schweren Werkzeugen und Bauteilen, was zu Rückenverletzungen führen kann.

Nach dem internationalen Arbeitsschutzdatenblatt werden im Beruf des Schweißers folgende Gefährdungen festgestellt (Quelle - Zentralinstitut für Arbeitsschutz):

• Rutschige, unebene Oberflächen, Leitern, Podeste - Verletzungsgefahr durch Ausrutschen, Stolpern und Stürze, einschließlich Stürzen aus der Höhe.
• Elektrischer Strom - Möglichkeit eines Stromschlags bei fehlerhafter elektrischer Ausrüstung (Spannung am Gehäuse der elektrischen Schweißmaschine oder an geschweißten Teilen).
• Funken mit sehr hoher Temperatur in Kontakt mit brennbaren Materialien (z. B. Benzin, Öl, Farbe, Holz, Acetylen, Wasserstoff), geschmolzene Metalltropfen, heiße geschweißte Teile - Möglichkeit von Verbrennungen an Händen, Gesicht, Hals und Beinen.
• Metallspäne, Funken, Säuretropfen - Möglichkeit von mechanischen Verletzungen an Augen, Gesicht und Körper.
• Verletzungen der unteren Gliedmaßen, hauptsächlich verursacht durch falsch befestigte Schnitt- oder Schweißteile.
• Verletzungen der oberen Gliedmaßen, verursacht durch Eile, Unaufmerksamkeit beim Arbeiten mit scharfen und rauen Elementen.
• Entzündung der Arbeitskleidung verursacht durch ungeeignete oder mit brennbaren Stoffen verschmutzte Kleidung.

• Unzureichende Beleuchtung des Arbeitsplatzes, insbesondere bei Arbeiten an ungewöhnlichen Orten (enge Gänge, Tanks usw.) - Möglichkeit der Augenermüdung.
• Ultraviolette Strahlung (uv), Infrarot-Strahlung (ir) - die Möglichkeit der Augen- und Hautschäden (Katarakte, Sonnenbrände), und nach vielen Jahren der Exposition auch die Entwicklung von Hautkrebs.
• Übermäßiger Lärm - Möglichkeit von Gehörschäden.
• Explosion, Brand, verursacht durch ein Leck in der Anlage oder der Gas(Acetylen)flasche, Beschädigung des Brenners oder Flammenrückschlag, was zu schweren Verbrennungen oder zum Tod führen kann.

• Anorganische Stäube und Dämpfe - Möglichkeit einer chronischen Bronchitis und Lungenfibrose (Elektroschweißer-Pneumokoniose). Verstaubung kann Kopfschmerzen, Kurzatmigkeit oder Atembeschwerden verursachen.
• Beryllium - Möglichkeit der Entwicklung von krebsartigen Läsionen.
• Metall- (insbesondere Zink-) Dämpfe - mögliches Auftreten von sog. "Gießereifieber" (ein Zustand erhöhter Körpertemperatur, der in seinem Verlauf der Grippe ähnelt).
• Mangan, Cadmium, abschirmende Chemikalien (Argon, Helium, Kohlendioxid) sowie Chrom, Nickel, Stahl und andere Metalle - Vergiftungspotenzial.

• Mittlere und schwere körperliche Arbeit, die in einer erzwungenen Körperhaltung (Stehen, Bücken, Hocken), oft in engen Räumen (Doppelböden von Schiffen, Tanks) ausgeführt wird - die Möglichkeit von Schmerzen durch Überlastung des Bewegungsapparates.
• Manuelle Übertragung von schweren Gegenständen (Werkzeuge, Zylinder, etc.) - Gefahr von Rückenverletzungen. 

Die häufigsten Brandursachen während des Schweißvorgangs sind:

• Schweißfunke.
• Belassen von ungeschützten brennbaren Materialien in der Funkenstrecke.
• Keine Sicherung in Nebenräumen, durch die geschweißte Rohrleitungen verlaufen.
• Verwendung von fehlerhaften elektrischen Schweißkabelgeräten.
• Keine Wasserbehälter für Elektrodenabfälle.

Die Ursache eines Brandes beim Lichtbogenschweißen ist das Verspritzen von Metallpartikeln, die bei Kontakt mit einem brennbaren Untergrund einen Stichflammenbrand verursachen. Die größte Gefahr besteht in Werkstätten, in denen Böden mit brennbaren Ölen verschmutzt sind und in denen sich schmutzige, mit Lösungsmitteln und Ölen getränkte Lappen befinden.

Im Schweißbereich sind folgende Feuerlöschanlagen vorgeschrieben:

• Pulver- oder Schaumfeuerlöscher.
• Nicht brennbare Abdeckplanen - Matten.

Zu den Berufskrankheiten von Schweißern gehören die Atemwege und der Bewegungsapparat sowie das Seh- und Hörvermögen. Die häufigsten Berufskrankheiten sind:

• Metallisches Fieber (auch bekannt als Zinkfieber oder Gießereifieber) - ist die häufigste Atemwegserkrankung, die mit beruflicher Exposition bei Schweißern in Verbindung gebracht wird. Die Ursache des Metallfiebers ist die Einwirkung von Dämpfen, die Metalloxide enthalten, z. B. Zink, Kupfer, Magnesium, Eisen, Mangan, Quecksilber usw. Die Erkrankung tritt oft episodisch auf. Die Symptome (Schleimhautreizungen, Husten, Brustschmerzen, Kopfschmerzen, Fieber) klingen in der Regel nach einigen Tagen spontan ab und verursachen keine gefährlichen gesundheitlichen Folgen.
• Pneumokoniose (Elektroschweißer-Pneumokoniose) - am häufigsten verursacht durch Eisen-, Zinn- oder Bariumoxid. Die Erkrankung ist in der Regel asymptomatisch und wird meist zufällig entdeckt.
• Bronchialasthma - tritt in der Regel auf, wenn ein Schweißer verschiedene Schweißverfahren anwendet. Die häufigste Ursache für allergisches Berufsasthma bei Schweißern ist die Exposition gegenüber Metallen.
• Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) ist eine chronische Erkrankung, die durch eine unvollständig reversible Einschränkung des Luftstroms in den Atemwegen gekennzeichnet ist, was häufig zu einer dauerhaften Einschränkung der Atemfunktion führt. Es wurde nachgewiesen, dass die chronische Exposition gegenüber Bestandteilen von Schweißrauch wie Kobalt, Aluminium, Mangan, Titan, Beryllium und Cadmium zu einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankungen und Emphysemen führt.
• Chronische Berylliumkrankheit - ist eine Atemwegserkrankung, die durch Einatmen von berylliumdotiertem Legierungsstaub verursacht wird. Es dauert viele Jahre, bis sich die Krankheit entwickelt.
• Hartmetall-Lungenerkrankung (Kobaltose) - wird durch Inhalationsexposition gegenüber Kobalt verursacht. Sie führt zu Veränderungen in der Lunge in Form einer chronischen Entzündung mit interstitieller Infiltration von sogenannten Riesenzellen.
• Bösartige Tumore der Lunge - einige Faktoren, die in der Arbeitsumgebung von Schweißern vorhanden sein können (Asbest, Beryllium, Chrom, Cadmium, Nickel), sind als krebserregend für den Menschen eingestuft worden. Schweißer gelten als eine besondere Risikogruppe für das Pleuramesotheliom, eine bösartige Krebserkrankung, die durch Asbestexposition verursacht wird.

• Spezielle Schutzbrillen, Visiere und Abschirmungen zum Schutz der Augen vor Strahlung, Staub, Metallspänen, Funken sowie Atemschutz, Gehörschutz, Schutzkleidung und Handschuhe verwenden.
• Eine effektive Entlüftung und Klimatisierung installieren, um Luftverschmutzung und Hitzestress zu vermeiden.
• Sichere Methoden zum Heben und Tragen schwerer oder sperriger Lasten anwenden und mechanische Vorrichtungen verwenden, um das Heben und Tragen zu erleichtern.
• Schutzschuhe tragen, die bei längeren Arbeiten im Stehen Komfort bieten. Man sollte Fußmatten verwenden, um die Ermüdung der Beine zu verringern.
• Ruhe- und Übungspausen machen, um Muskel-Skelett-Belastungsschäden zu vermeiden.
• Die Leiter vor dem Besteigen überprüfen. Nie auf eine instabile Leiter oder eine Leiter mit rutschigen Sprossen steigen.
• Ohrenschützer tragen.
• Vor der Arbeit den technischen Zustand elektrischer Geräte regelmäßig überprüfen und eventuelle Schäden durch einen autorisierten Mitarbeiter beheben lassen.
• Die Gasflaschen und ihre Armaturen regelmäßig inspizieren und dabei besonders auf den Zustand der Gummischläuche, Ventile und Flaschen achten.