Bestimmung und Minimierung der Emissionsraten beim MSG-Schweissen mit Fulldrahtelektroden

摘要

Fulldrahtelektroden werden wegen ihrer anwendungstechnischen Vorteile zunehmend in MSG-Anwendungen eingesetzt. Vor dem Hintergrund der geplanten Absenkung des Schweissrauchgrenzwertes fur Gesamtstaub von 3 mg/m~2 auf 1,25 mg/m~3 bis 2018, ist die mit dem Verschweissen von Fulldrahtelektroden einhergehende verstarkte Schweissrauchbildung kritisch zu betrachten. Notwendige zusatzliche Luftungs- und Absaugmassnahmen reduzieren die Wirtschaftlichkeit des MSG-Fulldrahtschweissens. Ca. 95% des Schweissrauches werden durch das Abschmelzen der Elektrode generiert. In den durchgefuhrten Arbeiten wurden verschiedene Fulldrahttypen vergleichend bezuglich ihres Emissionsverhaltens untersucht. Differenzierungsmerkmale waren unter anderem die chemische Komposition der Fullung, der geometrische Querschnittsaufbau, der Fullgrad und die Schweissleistung. Dabei wurden deutliche Unterschiede zwischen den einzelnen Elektrodentypen festgestellt. So wird aufgezeigt, dass Metallpulverelektroden, im Vergleich zu Massivdraht und Rutil Fulldrahten, bis zu dreimal mehr Schweissrauch emittieren. Ebenso wurde deutlich, dass mit steigender Uberlappung der formgeschlossenen Fulldrahte die Schweissrauchemissionsrate ebenso ansteigt. Ausgehend von den Ergebnissen dieser Messkampagne wurden schweissrauchrelevante Designmerkmale der Elektroden identifiziert und mathematisch- physikalische Zusammenhangen zwischen Prozesseinstellungen und Emissionsraten beschrieben. Des Weiteren werden im Ergebnis Ansatzpunkte zur emissionstechnischen Optimierung der Fulldrahtelektroden bzw. deren schweisstechnischer Verarbeitung vorgestellt. Sekundar werden auch messtechnische Besonderheiten bei der Bestimmung von Schweissrauchemissionsraten behandelt. Dabei werden Massnahmen vorgestellt, die zu einer besseren Vergleichbarkeit von Ergebnissen verschiedener Messungen fuhren.