TY - THES

T1 - Reduzierung der Schweißrauchemission beim Lichtbogenhand- und Schutzgasschweißen

AU - Rosenauer, Andreas

N1 - gesperrt bis 14-09-2025

PY - 2020

Y1 - 2020

N2 - Schweißrauch enthält ein breites Spektrum an gesundheitsgefährdenden Substanzen, weswegen SchweißerInnen einem beträchtlichen Risiko von akuten und chronischen gesundheitlichen Schäden, allem voran Atemwegserkrankungen, ausgesetzt sind. Das Ziel dieser Masterarbeit war es, die Möglichkeiten zur Schweißrauchreduzierung zu untersuchen. In einer Schweißrauchmesszelle nach DIN EN ISO 15011-1:2009 wurde in Schweißversuchen mit Stabelektroden und Fülldrähten vom Typ 316L nachgewiesen, dass insbesondere die Stromstärke bzw. die Lichtbogenspannung sowie, im Falle des Schutzgasschweißens, auch die Durchflussrate und die Zusammensetzung des Schutzgases einen signifikanten Einfluss auf die Rauchemissionsrate (FFR) haben. Darüber hinaus wurden in der Schweißrauchmesszelle FFR-Werte von neu entwickelten 316L-Stabelektroden mit Wasserglas auf Li-Basis bestimmt. Hierbei wurde eine Reduktion der FFR um bis zu 52 % gegenüber einer herkömmlichen 316L-Stabelektrode mit Wasserglas auf Basis von Na und K verzeichnet. Der auf Filtern gesammelte Schweißrauch der Prototypen enthielt sogar bis zu 96 % weniger hexavalentes Chrom (CrVI) als die Referenz. Hingegen wurden bei den Prtotypen höhere Anteile an Fe, Mn und Ni gemessen. Weiterführende vergleichende Untersuchungen (Röntgenprüfung, chemischen Analyse, Längszugversuch, Kerbschlagbiegeversuch, Makrohärteprüfung und Korrosionsprüfung) am Schweißgut der neu entwickelten Stabelektroden ergaben im Vergleich zur Referenz ähnliche Ergebnisse. Hinsichtlich der Zähigkeit war jedoch das Schweißgut der herkömmlichen 316L-Stabelektrode jenen der Prototypen überlegen, wobei als Ursache der geringere Anteil an nichtmetallischen Einschlüssen im Gefüge identifiziert wurde. Des Weiteren wurde in metallografischen Untersuchungen nachgewiesen, dass die neu entwickelten Stabelektroden einen tieferen Einbrand hervorrufen, was dadurch erklärt wurde, dass diese Elektroden beim Schweißen einen schärferen Lichtbogen hatten.

AB - Schweißrauch enthält ein breites Spektrum an gesundheitsgefährdenden Substanzen, weswegen SchweißerInnen einem beträchtlichen Risiko von akuten und chronischen gesundheitlichen Schäden, allem voran Atemwegserkrankungen, ausgesetzt sind. Das Ziel dieser Masterarbeit war es, die Möglichkeiten zur Schweißrauchreduzierung zu untersuchen. In einer Schweißrauchmesszelle nach DIN EN ISO 15011-1:2009 wurde in Schweißversuchen mit Stabelektroden und Fülldrähten vom Typ 316L nachgewiesen, dass insbesondere die Stromstärke bzw. die Lichtbogenspannung sowie, im Falle des Schutzgasschweißens, auch die Durchflussrate und die Zusammensetzung des Schutzgases einen signifikanten Einfluss auf die Rauchemissionsrate (FFR) haben. Darüber hinaus wurden in der Schweißrauchmesszelle FFR-Werte von neu entwickelten 316L-Stabelektroden mit Wasserglas auf Li-Basis bestimmt. Hierbei wurde eine Reduktion der FFR um bis zu 52 % gegenüber einer herkömmlichen 316L-Stabelektrode mit Wasserglas auf Basis von Na und K verzeichnet. Der auf Filtern gesammelte Schweißrauch der Prototypen enthielt sogar bis zu 96 % weniger hexavalentes Chrom (CrVI) als die Referenz. Hingegen wurden bei den Prtotypen höhere Anteile an Fe, Mn und Ni gemessen. Weiterführende vergleichende Untersuchungen (Röntgenprüfung, chemischen Analyse, Längszugversuch, Kerbschlagbiegeversuch, Makrohärteprüfung und Korrosionsprüfung) am Schweißgut der neu entwickelten Stabelektroden ergaben im Vergleich zur Referenz ähnliche Ergebnisse. Hinsichtlich der Zähigkeit war jedoch das Schweißgut der herkömmlichen 316L-Stabelektrode jenen der Prototypen überlegen, wobei als Ursache der geringere Anteil an nichtmetallischen Einschlüssen im Gefüge identifiziert wurde. Des Weiteren wurde in metallografischen Untersuchungen nachgewiesen, dass die neu entwickelten Stabelektroden einen tieferen Einbrand hervorrufen, was dadurch erklärt wurde, dass diese Elektroden beim Schweißen einen schärferen Lichtbogen hatten.

KW - welding fume

KW - hexavalent chromium (CrVI)

KW - 316L

KW - metallography

KW - non-metallic inclusions

KW - Schweißrauch

KW - hexavalentes Chrom

KW - 316L

KW - Metallografie

KW - nichtmetallische Einschlüsse

M3 - Masterarbeit

ER -