E-Ma
il Marketing: 512 Neukunden in 5 Tagen! Kostenlose Schulung! Werbung im Besuchertausch und Mailtausch
BuiltWithNOF

Herzlich willkommen.

Schweißen

Gasschmelzschweissen


Wer der erste Schweißer der Weltgeschichte gewesen ist, wissen wir nicht. Jahrtausende verbergen uns seinen Namen, nur die Sage berichtet von jenen Männern, die am Schmiedefeuer ihre Kunst ausübten: die Kunst, Stahl zu verformen, zu vergüten und zu verschweißen. Denn nichts anderes taten die waffenschmiedenden Meister und ihre Nachfahren am Schmiedefeuer, wenn sie die berühmten Schwerter aus verschiedenen Stahlschichten am Schmiedefeuer Aufbauten. Weiches Eisen verbanden sie mit härtbarem Stahl, kombinierten so Zähigkeit und Elastizität mit Härte und Schneidhaltigkeit. Das Schmiedefeuer war die einzige Wärmequelle für den metallverarbeitenden Handwerker, der Schweißen wollte – bis in unser Jahrhundert hinein. Erst vor rund 110 Jahren fingen die damals fortschrittlichsten Handwerksbetriebe mit dem „Autogenschweißens“ an. Die Mitbürger – so berichtete ein Augenzeuge aus einem Städtchen am Oberrhein, wollten sich das Schauspiel des „Autogenschweißens“ nicht entgehen lassen. Sie versammelten sich vor der Werkstatt ihres Schlossermeisters, sperrten Mund und Augen auf und ließen sich auch durch kräftiges Knallen des gelegentlich am „Karbidkessel“ austretenden Gases nicht verscheuchen.
Und heute?
Gasschmelzschweißen und Lichtbogenhandschweißen gehören zu den grundlegenden Arbeitsverfahren des Metallhandwerkers.
Keine Reparaturwerkstatt eines Fertigungsbetriebes, kein metallverarbeitender Handwerksbetrieb ist ohne seinen Schweißbrenner, seinen Schneidbrenner und sein Elektroschweißgerät mehr denkbar.
In den Gewerbeschulen und Berufsbildungszentren sind Schweißwerkstätten eingerichtet.
Fachlehrer unterrichten junge Menschen in diesem universell anwendbaren Verfahren.
Heute weiß jeder, dass Schweißen ein Verbindungsverfahren für Metalle ist - inzwischen werden auch Kunststoffe geschweißt, hier werden allerdings wesentlich niedrigere Temperaturen benötigt!
Mit der Schweißnaht oder Schweißstelle werden Teilstücke aus gleichen Metallen zu einem einheitlichen und unlösbaren Ganzen verbunden.
Viele Vorteile der Schweißung haben dazu geführt, durch die Schweißnaht oder die Schweißstelle die Teile zu einer neuen Einheit zu verbinden.

Die Schweißnaht ist in der Ebene der geschweißten Werkstücke untergebracht. Dadurch fallen störende Überlappungen und Überhöhungen durch Nieten und Schrauben weg. Ohne viel Aufwand kann an jedem Ort und in jeder Schweißlage (Schweißposition) geschweisst werden. Die hochwertige Schweißnaht wird als vollwertiges Konstruktionselement verwendet. Damit wird weniger gefalzt, genietet, geschraubt und gelötet. Die fortschreitende Mechanisierung der Handarbeit erfasst auch die Schweißverfahren. Der Schweißvorgang, anfangs ausschließlich von Hand gesteuert, wird zunehmend vom maschinellen Prozess abgelöst. Aber diese Übernahme des Handschweißens durch mechanische Steuerung des Schweißbrenners ist nicht universell.
In vielen Fällen ist die Apparatur zu aufwendig oder das flüssige Metall zwischen den kristallinen Nahtflanken widersetzt sich der Fesselung durch den Automaten; sie spottet dem Versuch eines mit klappenden Relais und blinkenden Signallampen leise oder geräuschvoll abschnurrenden Mechanismus.
Für den Gasschweißer bleibt auch weiterhin ein großes Feld der handwerklichen Betätigung, das uns weder vom Automaten noch von anderen Schweißverfahren streitig gemacht wird. Daher kann in Aussicht gestellt werden, dass der Gasschweißer auch in jener Generation noch geschweißt, und zwar von Hand, wo andere Berufssparten einem Schrumpfprozess ausgesetzt sind und die manuelle Tätigkeit in diesen Berufen den Automaten zum Opfer fällt.
Flüssiges Metall kann nicht in den Schraubstock gespannt, nicht im Bohrfutter gefesselt oder oder mit dem Messschieber gemessen werden.

An die Stelle eines Riesenarsenals von Werkzeugen tritt der Schweißbrenner mit der Schweißflamme und an die Stelle der festzuspannenden Metallteile tritt das flüssige Schweißbad. Deshalb sind die gekonnte Hantierung und die mit vertrauten Werkzeugen und mit den festen Werkstoffen gesammelte Erfahrung nicht ohne weiteres zu übertragen. Viele der geläufigen Hantierungen erfordern keine dauernde, ungeteilte Aufmerksamkeit. Hat zum Beispiel der Gewindebohrer erst gefasst, können die Hände, ohne das der Schlosser ständig hinsehen muss, das Werk vollenden; flüssiges Metall dagegen zwingt zum ständigen Beobachten des Ablaufs des Schweißvorganges, zur ausschließlichen Konzentration auf die Schweissbadsituation.

Wer prima dreht, gut fräst und passend feilt, wer richtig biegt, gut schmiedet und sicher lötet, der hat noch kein Patent dafür in der Tasche, dass er auch gut schweißt.
Die Mühe, die der Anfänger mit der Steuerung des widerspenstigen flüssigen Metalls hat, haben die „Auchschweißer“ längst überwunden.
Im täglichen Umgang mit dem Schweißbrenner haben Flamme und flüssiges Metall Ihre faszinierende Wirkung verloren, und aus einer flüchtigen Unterweisung im Schweißen – dem Randgebiet ihres Metallberufes – und einem flüchtigen Hin und Zusehen ist längst die individuelle Schweißmethode mit eigener virtuoser Brennerführung hervorgegangen. Sie Schweißen alles, was ihnen unter die Flamme kommt: den Aschekasten, den Auspuff und den Kotflügel, das Treppengeländer, den Garderobenständer und die Rohrleitung der Warmwasserheizung. Übersteht das Metall gelegentlich die vom „Papagini der Schweißtechnik“ durchgeführte Schweißoperation nicht, so ist die Ursache hierfür ausschließlich in der Tücke des Objektes, nicht aber beim Schweißkünstler zu suchen, so sagt er. Nein, es gibt ihn nicht, den Wundermann, für den aller Anfang nicht schwer ist, der den für jeden Anfänger fremdartigen Kontrast „hier fest – da flüssig“ mühelos beherrscht und alle Faktoren zum Gelingen sofort im Griff hat.
Alles braucht seine Zeit, auch das Erlernen den Gasschmelzschweissens, also fangen wir damit an.

Das Gasschmelzschweissen wird in der Praxis als Autogen- oder Gasschweisser bezeichnet und zählt nach dem Feuerschweißen, zu den ältesten Schweißverfahren. In der Regel besteht die Gasschweißanlage aus je einer Stahlflasche für Acetylen und Sauerstoff, den beiden Druckminderen mit Sicherheitseinrichtung gegen Gasrücktritt und Flammendurchschlag, den Gasschläuchen mit den erforderlichen Anschlussverbindungen und dem Schweißbrenner. Moderne Schweißbrenner arbeiten nach dem Injektorprinzip – (Saugprinzip), sind ergonomisch gefertigt und weisen ein geringes Eigengewicht auf. Das erforderliche Schweißgasgemisch wird im Schweißbrenner gemischt und außen vor der Schweißdüse gezündet. Aufgabe der Schweißflamme ist das Schmelzen und das Zusammenfließenlassen gleicher metallischer Stoffe im Schweißbad, das Miteinschmelzen artgleichen Schweißdrahtes und die kontinuierliche Steuerung des Schmelzflusses zwischen den aufgeschmolzenen Fugenflanken der zusammenzuschweißenden Teile.

Die Neigung des flüssigen Metalls, sich mit Gasen anzureichern und chemisch zu verbinden, zwingt uns, beim Schweißen fast aller Metalle die Schweißflamme neutral einzustellen, das heißt das Acetylen-Sauerstoffgemisch so zu dosieren, dass in der Flamme weder ein Überschuss an Acetylen, noch an Sauerstoff vorhanden ist. Acetylenüberschuss kohlt den Stahl auf, Sauerstoffüberschuss hinterlässt sprödes Metalloxid zwischen den Kristalliten. Bei unverletzter Bohrung der sauberen, nicht verkrusteten Schweißdüse enthält die neutral eingestellte Schweißflamme einen geraden, weißleuchtenden und scharf umrissenen Kegel, der von der Streuflamme umgeben ist. Acetylenüberschuss im Flammenbild verwischt die Konturen des Kegels. Der weiße Schleier des glühenden Kohlenstoffes reicht, je nach Menge des Acetylenüberschusses, mehr oder weniger weit in die Streuflamme.
Sauerstoffüberschuss in der Schweißflamme verkürzt den Kegel und ändert dessen grellweiße Farbe. der Kegel wird bläulich. Die neutrale Schweißflamme wird mit den Gasventilen am Griffstück eingestellt.

Aufgabe des Schweißbrenners ist, die beiden Gase (Acetylen und Sauerstoff) innig und in einem bestimmten Verhältnis zu mischen und das eingestellte Mischverhältnis möglichst unverändert aufrechtzuerhalten.
Ferner muss das Gasgemisch mit einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit aus der Schweißdüse ausströmen.
Diese Ausströmgeschwindigkeit muss größer sein als die Zündgeschwindigkeit, mit der die Flamme entgegen der Gasströmung brennt. Im Griffstück werden die Gase – Acetylen und Sauerstoff – getrennt den Ventilen zugeführt.
Wird das Sauerstoffventil geöffnet, so strömt der Sauerstoff in die Injektor-Strahldüse und durch diese in das Mischrohr.
Die Strahldüse hat eine, dem Mischrohr entsprechende kleine Düsenbohrung, so dass der Sauerstoff mit hoher Strömungsgeschwindigkeit in das Mischrohr strömt.
Dadurch entsteht im Injektorraum ein Unterdruck.
Beim öffnen des Acetylenventils wird das Acetylen durch den Unterdruck in den Injektorraum gesaugt und durch den Sauerstoffstrahl in das Mischrohr geblasen. In der folgenden Mischkammer ist ein konisch erweiterter Raum. Durch diese konische Erweiterung nimmt die Strömungsgeschwindigkeit ab und die beiden Gase – Acetylen und Sauerstoff – vermischen sich in das erforderliche Brenngemisch. Durch Regulierung an den Ventilen ist das Mischverhältnis einstellbar. Von der Mischkammer strömt das Gasgemisch durch das Gasrohr des Schweißeinsatzes zur Schweißdüse. Die Schweißdüse hat zum Gasaustritt hin einen konisch verjüngten Raum, der in die Düsenbohrung übergeht. Durch diese konische Verjüngung wird die Strömungsgeschwindigkeit derart erhöht, so dass die Ausströmgeschwindigkeit größer ist als die Zündgeschwindigkeit.

Je nach Werkstoffdicke wird ein entsprechender Schweißeinsatz gewählt.
Die auf den Schweißeinsätzen eingeprägten Zahlen, z.B. 2 – 4, gelten für den Dickenbereich bei Stahl, der mit diesen Einsätzen geschweißt werden kann. Aus der Mittelzahl des Dickenbereiches der einzelnen Schweißeinsätze ergeben sich der Sauerstoff- und Acetylengas Verbrauch in Litern pro Stunde; der Mittelzahl müssen allerdings zwei Nullen angehängt werden. Für den Schweißeinsatz 2 – 4, Mittelzahl = 3, ergibt sich also ein Verbrauch von 300 Litern Sauerstoff und 300 Litern  Acetylengas pro Stunde. Werkstücke bis zu 3 mm werden „Nachlinks“ geschweißt und solche über 3 mm werden „Nachrechts“ geschweißt. Beim Nachlinksschweißsen wird der Schweißbrenner von rechts nach links geführt, wobei der Flammenkegel das Schweißbad nicht berühren darf. Der Schweißbrenner wird im spitzen Winkel zur Schweißnaht, mit fortschreitendem Schweißvorgang stetig in Schweißrichtung geradlinig und, von oben auf das Werkstück gesehen, nicht verkantet zur Schweißnaht geführt. Der Schweißdraht, in Schweißrichtung vor der Schweißflamme, wird dabei im gleichmäßigen Rhythmus in das Schweißbad getupft. Beim Nachrechtsschweißen wird der Schweißbrenner im richtigen Abstand gehalten und ohne zu Pendeln geradlinig in der Schweißnahtrichtung – von links nach rechts – geführt, und wieder stehen, von oben gesehen, Schweißflamme und Schweißdraht in Schweißnahtrichtung. Der Schweißdraht, in Schweißnahtrichtung hinter der Schweißflamme, wird dabei im Schweißbad gleichmäßig gerührt.
Die Frage, ob nicht – der Einfachheit halber -  anstelle von zwei Schweißarten mit einer einzigen Schweißart „alles“ geschweißt werden kann, ist grundsätzlich so zu beantworten.

In keiner Schweißposition liegt das Schweißbad waagerecht.
Das Schweißbad hat immer eine Schräglage, in der es während des Schweißens mit dem jeweils richtigen Flammenwinkel, der Austrittgeschindigkeit der Schweißflamme und der Tupf- oder Rührbewegung des Schweißdrahtes gehalten wird. Mit zunehmender Werstüchdicke nehmen auch Größe, Gewicht, Wegrutsch- und Vorlaufgefahr des ja immer schrägliegenden Bades zu, so dass für das Nachlinksschweißen genau angegeben werden kann, bis zu welcher Werkstückdicke, Badgröße und Badschwere das Bad – ohne durchzusacken oder vorzulaufen – sicher gehalten werden kann, und tadellos durchgeschweißt wird.

Kurz vor der weißen Kegelspitze der Schweißflamme, wo die Temperatur der Schweißflamme – ca. 3200° C – beträgt, liegt die Schweißzone. Sie ist jener wichtige wärmeintensivste Teil, der unmittelbar auf das Schweißbad gerichtet ist. Die Entfernung vom Schweißbad wird vom Schweißer so fixiert, dass die Kegelspitze ( je nach Flammengröße ) 3 bis 4 mm vom Schweißbad entfernt ist. Schließlich läuft bei einem Mischungsverhältnis Acetylengas zu Sauerstoff die Verbrennung so ab, dass die Schweißzone an Sauerstoff unterernährt, also sauerstoffgierig ist. Dadurch reißen die unverbrannten Gase in dieser Zone, um sich mit Sauerstoff zu sättigen, auch – falls angeboten oder im Schweißbereich vorhandenen – Sauerstoff aus den Eisenoxiden an sich. Von der Schweißdüse ausgehend sind vier übereinandergeschobene Zonen vorhanden. Ein dunkler, kaum sichtbarer Kern ist von einem Kegel umgeben, der glühenden Kohlenstoff enthält und deshalb grellweiß leuchtet. Eine in die Streuflamme ragende Zone hüllt diesen Kegel ein, sie ist die unsichtbare, Eisenoxide reduzierende Schweißzone, die aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff besteht und eine Temperatur von ca. 3200° C hat. Die Streuflamme entnimmt der umgebenden Luft auch noch Sauerstoff und enthält Kohlendioxid und Wasserdampf. Um 6 m³ Acetylengas, den ungefähren Gasinhalt einer 40 l Acetylengasflasche neutral zu verbrennen, müssen 6 m³ Sauerstoff zugemischt werden. Weitere 9 m³ Sauerstoff holt sich die Streuflamme aus der Umgebungsluft. Da die Luft nur zu einem Fünftel aus Sauerstoff besteht, müssen 9 m³ x 5 = 45 m³  Luft zur Verfügung stehen, das heißt der Luft eines 3 m x 5 m x 3 m großen Raumes wäre aller Sauerstoff entzogen!
Diese Tatsache muss durch entsprechende Belüftung in engen Räumen unbedingt beachtet werden!  Der Schweißer muss also unbedingt darauf achten, dass beim Schweißen in kleinen Räumen, schon vorher eine angemessene Belüftung mit frischer Außenluft gewährleistet ist. Wird dieser Umstand missachtet, so ist die Gesundheit oder sogar das Leben des Schweißers gefährdet.

Die für das Schweißen allgemein gültige Parole: „schnell geschweißt ist gut geschweißt“ besagt eigentlich schon, dass die Wärme der Schweißflamme nur dann sinnvoll genutzt werden kann, wenn sie – auf das Schweißbad gerichtet – mit Fortschreiten der Schweißung geradlinig in der Schweißfuge entlang geführt wird. Ungeachtet dieser Binsenweisheit werden immer noch und immer wieder beim Schweißen elegante Kurven mit der Schweißflamme um das Schweißzentrum beschrieben. Von einer Generation an die andere getreulich weitergegeben feiert mit der Generation der Gegenwart auch die Vergangenheit – anno 1910 –  fröhliche Auferstehung, so, als gelte es immer noch mit beschwörendem, geheimnisvollem Kreisen der Schweißflamme einen flüchtigen, flüssigen Ausreißer an die vorgesehene, auch flüssige Stelle zu bannen. Der Abstand der Flammenkegelspitze vom Schweißbad bleibt auf der ganzen Nahtlänge unverändert. Der Winkel aber, unter dem die Schweißflamme das Schweißbad trifft, wird geändert. Jeder Schweißer muss selber erfahren, dass ein während des Schweißens geringfügig veränderter Winkel der Schweißflamme zum Bad und zum Werkstück auch eine geänderte Badposition ergibt. Die ruckfreie Änderung des Winkels ist an der fertigen Schweißnaht nicht zu erkennen. Die Flammenführung gilt für das Nachlinksshweißen und für das Nachrechtsschweißen, lediglich der Schweißdraht wird beim Nachlinksschweißen in das Schweißbad „getupft“ und beim Nachrechtsschweißen im Schweißbad gerührt

Der Arbeitsdruck für Sauerstoff beträgt 2,5 bar und der des Acetylens beträgt 0,5 bar. Grundsätzlich wird der Arbeitsdruck erst vor Schweißbeginn an den beiden Druckminderern eingestellt und nach Beendigung der Schweißarbeit wieder bis auf NULL entlastet. Je nach Werkstückdicke wird der entsprechende Schweißeinsatz in das Griffstück eingesetzt und gasdicht verschraubt. Bevor der Schweißbrenner benutzt wird ist zu prüfen, ob er richtig ansaugt. Die Saugprobe lässt sich nach dem Abschrauben des Acetylenschlauches von der Griffstückverschraubung leicht durchführen. Die angefeuchtete Fingerspitze wird bei geöffneten Gasventilen auf den Acetylenanschluss gelegt. Zeigt sich bei strömenden Sauerstoff keine Saugwirkung am Acetylenanschluss, so ist der Schweißbrenner nicht in Ordnung und darf nicht benutzt werden. Soll ein einwandfrei funktionierender Schweißbrenner gezündet werden, so ist diese Reihenfolge unbedingt einzuhalten:                        1.Flaschenventile langsam öffnen
2.Arbeitsdruck am Druckminderer einstellen
3.Sauerstoffventil am Griffstück öffnen
4.Acetylenventil am Griffstück öffnen
5.austretendes Gasgemisch zünden
6.Schweißflamme neutral einstellen
Ist der Schweißvorgang beendet, so wird am Griffstück zuerst das Acetylenventil und danach das Sauerstoffventil geschlossen.
Wenn ein Schweißbrenner beim Gebrauch wiederholt abknallt oder zurückschlägt, so hat dies häufig seine Ursache in der Überhitzung oder Verstopfung der Schweißdüse oder in dem ungenügenden Anziehen der Überwurfmutter für den Schweißeinsatz, auch kann die Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemisches zu gering eingestellt sein.
Auf jeden Fall ist sofort Abhilfe zu schaffen. Lässt sich die Störung durch Abkühlen der Schweißdüse, durch Reinigen der Düse mittels Düsennadel, durch Nachziehen der Überwurfmutter oder durch Regulierung an den Brennerventilen nicht beseitigen, so ist der Schweißbrenner zur Reparatur zu geben. Bei Nichtbeachtung sind folgenschwere Unfälle nicht gerade selten.
Auch wenn der sachgemäße Umgang kaum Gefahren birgt, so hat doch mancher Schweißer durch unsachgemäße Handeln, wenn nicht gar mit dem
Leben, so doch mit schweren und schwersten Verletzungen bezahlt.

Acetylen C2H2
Acetylen ist leichter als Luft. Geringe Verunreinigungen verleihen dem Acetylen seinen eigentümlichen Geruch. An der Luft verbrennt das Gas mit stark rußender Flamme, wenn der zur Verfügung stehende Sauerstoff, die Luft enthält nur 21 Volumenprozent davon, für eine vollständige Verbrennung nicht ausreicht. Wird es dagegen im richtigen Verhältnis mit Sauerstoff gemischt, so verbrennt es vollständig und rußfreie bei hoher Temperatur. Gemische von Acetylen und Luft oder Sauerstoff sind innerhalb bestimmter Grenzen zünd- und explosionsfähig. Bei Luft liegen diese zwischen 2,3 und 82
Volumenprozent Acetylen, während bei Sauerstoff 2,3 bis 93 Volumenprozent Acetylen zu Explosionen führen können. Das bedeutet aber, dass derartige Gemische, wenn sie unbeabsichtigt entstanden sind, praktisch immer explosionsgefährlich sind. Die Stärke des Geruches ist kein Maßstab für die Größe der Gefahr. Schon bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen – etwa 305° C - kann es zur Zündung dieses Gasgemisches kommen. Ein fallender eisener Gegenstand, ein genagelter Schuh, ein Funke in einer elektrischen Handbohrmaschine oder in einem elektrischen Schalter, ein aus der Tasche fallendes Feuerzeug können ebenso wie die Funken am Schleifbock oder ein heißes Ofenrohr die Ursache einer Zündung sein. Zahlreiche Unfalluntersuchungen haben ergeben, dass oft seltsame Vorgänge für die Auslösung des Unglücks ursächlich waren. Acetylen neigt unter bestimmten Druck- und Temperaturbedingungen im Falle seiner Zündung auch ohne Vorhandensein von Sauerstoff zum Zerfall in seine Bestandteile Wasserstoff und Kohlenstoff. Es werden dabei große Wärmemengen frei , die schnell zu hohen Drücken und damit zu explosionsartigen Auswirkungen führen. Zur Vermeidung derartiger Vorgänge ist der zulässige Arbeitsdruck für Acetylen auf 1,5 bar begrenzt. Die sichere Speicherung von Acetylen unter höherem Druck in Acetylengasflaschen beruht auf besonderen physikalischen Voraussetzungen. Kommt Acetylen mit Kupfer oder hoch kupferhaltigen Legierungen in Berührung, so kommt es zur Bildung des äußerst explosiblen Azetylenkupfers. Teile aus Kupfer oder aus Kupferlegierungen mit mehr als 65% Kupfer dürfen daher an Acetylenanlagen nicht angebracht werden. Als Schlauchverbinder sind Kupferröhrchen unzulässig!  Acetylen wird durch die Verbindung von Calziumkarbid mit Wasser hergestellt und in die Acetylengasflasche abgefüllt. Die Normalstahlflasche hat 40 Liter Inhalt und wird mit einem Druck von bis zu 18 bar gefüllt. In dieser Stahlflasche ist eine poröse Masse aus Kieselgur und Asbest eingebracht und mit 13 Liter Aceton getränkt. Aceton löst unter Druck das Acetylengas – stellen Sie sich Kohlensäure in Limonade gelöst vor – bei Druckentlastung wird das Acetylengas aus der Acetylen-Acetonlösung – jetzt stellen Sie sich das Aufsteigen der Kohlensäurebläschen bei geöffneter Limonadenflasche vor – wieder freigegeben. Acetylen ist also in Stahlflaschen als „gelöstes Gas“ enthalten, wobei das Aceton bei 15° C je bar Druckerhöhung 25 Liter Acetylengas löst. Die stündliche Gasentnahme darf 600 Liter nicht überschreiten, da sonst durch die große Strömungsgeschindigkeit auch Aceton mitgerissen wird. Auch sollten Acetylengasflaschen bei Entnahme möglichst aufrecht stehen, wenn sie allerdings liegen, so muss der Flaschenhals mindestens 40 cm höher als der Flaschenboden sein und das Ventil muss senkrecht nach oben zeigen. Bei Nichteinhaltung kann Aceton aus der Stahlflasche ausfließen, der festgelegte Sicherheitsraum in der Stahlflasche wird größer und es wächst die Gefahr einer Acetylenzersetzung. Acetylenflaschen sind gelb gekennzeichnet, der Ventilanschluss wird mittels Bügelverschraubung – der sich am Druckminderer befindet – hergestellt.

Sauerstoff   ist das Element mit der weitesten Verbreitung auf der Erde ( fast 50% Gewichtsanteile in Erdrinde, Wasser und Luft ). Allein die Lufthülle enthält die unvorstellbare Menge von 1,18 x 1015 Tonnen Sauerstoff (Volumenanteil 20,9%). Als freies Gas wurde Sauerstoff erstmals im Jahr 1774 durch den schwedischen Chemiker C. W. Scheele und unabhängig von diesem durch den englischen Geistlichen J. Priestley nachgewiesen. Der französische Chemiker Lavoisier erkannte die fundamentale Bedeutung von Sauerstoff bei Oxidationsvorgängen besonders bei der Verbrennung. Die Entdeckung des Sauerstoffs schuf die wissenschaftliche Grundlage für das Verständnis von Verbrennungsvorgängen als Oxidation. Unter reinem Sauerstoff verlaufen Oxidations und Verbrennungsvorgänge wesentlich schneller und heftiger als in der Luft. Vor allem aufgrund dieser Eigenschaft ist Sauerstoff heute als Energie- und Reaktionsgas unentbehrlich. Der Weg für eine großtechnische Erzeugung von reinem Sauerstoff durch Tieftemperaturrektifikation (Reinigung und Trennung von Flüssigkeiten durch Destillation) der Luft wurde im Jahr 1877 eröffnet – durch die erste Verflüssigung von Sauerstoff durch Cailletet (französischer Physiker) und Pictet (Schweizer Gelehrter). Bei der Entwicklung leistungsfähiger Luftzerlegungsanlagen erwarb sich der Ingenieur C. v. Linde (1842 – 1934) große Verdienste. Moderne Luftzerlegungsanlagen produzieren heute ca. 45.000 m3 reinen Sauerstoff in der Stunde. Die wichtigste Eigenschaft von Sauerstoff ist seine Reaktionsfreudigkeit. Es gibt fast kein Element, mit dem sich Sauerstoff nicht unter Bildung von Oxiden verbindet. Laufen diese Reaktionen unter Feuererscheinung ab, so spricht man von Verbrennung. In reinem Sauerstoff brennen sogar vermeintlich unbrennbare Stoffe, wie Stahl, oft explosionsartig ab. Organische Substanzen neigen in reinem Sauerstoff zur Selbstentzündung. Alle Teile, die mit Sauerstoff in Kontakt kommen, müssen daher frei von Öl, Fett und Gleitmitteln sein. Unfälle durch Umgang mit Sauerstoff entstehen praktisch nur dann, wenn bestehende Unfallverhütungsvorschriften nicht beachtet werden. Bei richtiger Handhabung ist Sauerstoff nicht gefährlicher als andere Stoffe, mit denen wir täglich umgehen.
Technischer Sauerstoff, wie er zum Schweißen benötigt wird, hat einen Reinheitsgrad von mindestens 99,5% und wird als Gas in Stahlflaschen gefüllt. Ältere Sauerstofflaschen haben einen Inhalt von 40 Liter und sind mit einem Druck von 150 bar gefüllt, neuere Leichtstahlflaschen haben 50 Liter Inhalt und sind mit 200 bar gefüllt. Bei verdichteten Gasen, zum Beispiel Sauerstoff, kann der Gasinhalt einer Flasche annähernd wie folgt ermittelt werden: Gasinhalt = Fülldruck x Flascheninhalt. Sauerstofflaschen sind blau gekennzeichnet, das Flaschenventil hat ein Anschluss-Außengewinde von „R ¾ Zoll Rechtsgewinde
Im Unterschied zum Azetylengasanschluss ist hier keine Bügelverschraubung am Druckminderer, sondern die oben genannte „R ¾ Zoll Rechtsgewinde Überwurfmutter am Druckminderer.

Der hohe Gasdruck in den Gasflaschen muss auf den niedrigen Arbeitsdruck reduziert werden, Druckminderer erfüllen diese Aufgabe. Druckminderer mit den Manometern für Flaschen- und Arbeitsdruck sind empfindliche feinmechanische Geräte und sollten deshalb auch entsprechend vorsichtig behandelt werden. Vor dem Anschrauben der Druckminderer sind die Flaschenventile kurz zu öffnen, um Staub und andere Verunreinigungen aus dem Anschlussstutzen zu blasen. Acetylen-Druckminderer  sind ebenso wie die Acetylengasflaschen gelb gekennzeichnet und haben einen Schraubbügelanschluss. Sie dürfen nur noch in Betrieb genommen werden, wenn sie ein staatliches Bauartzulassungskennzeichen tragen. Die mit dem – bis 1972 verliehenen – berufsgenossenschaftlichen Prüfzeichen „4 BG“  versehenen Druckminderer dürfen aber weiter benutzt werden.
Bei Acetylendruckminderern darf kein höherer Hinterdruck (Schlauchdruck) als 1,5 bar Überdruck einstellbar sein. An Acetylendruckminderern angebaute Manometer müssen die Aufschrift „Acetylen“ tragen. Flaschendruckminder für Sauerstoff sind mindestens seit 1960 in baumustergeprüfter  Ausführung mit berufsgenossenschaftlichen Prüfzeichen „1 BG“ üblich. Das Prüfzeichen befindet sich erhaben oder vertieft am Gehäuse  angebracht.
Ab 1975 müssen alle neu in Betrieb genommenen Flaschendruckminderer für Sauerstoff das berufsgenossenschaftliche Prüfzeichen tragen. Noch wichtiger aber ist es zu wissen, dass an allen Sauerstofflaschen mit einem Druck der Füllung von 200 bar nur die geprüften Druckminderer angeschlossen werden dürfen – unabhängig vom Zeitpunkt der ersten Inbetriebnahme. So ergibt sich, dass Flaschendruckminderer für Sauerstoff ohne Prüfzeichen allenfalls noch zulässig sind an älteren Anlagen mit 150 bar Sauerstofflaschen. Sauerstoffflaschendruckminderer sind blau gekennzeichnet und haben einen Anschlussstutzen mit Überwurfmutter. Während alle Sauerstoffmanometer die Aufschrift - „Sauerstoff Öl- und fettfrei halten!“ tragen müssen, ist bei allen Inhaltsmanometern an 200-bar-Flaschen zusätzlich darauf zu achten, dass der Anzeigenbereich 315 bar beträgt und bei 200 bar eine rote Marke angebracht ist. Obwohl allgemein bekannt ist, dass Sauerstoffarmaturen und -dichtungen wegen der gegebenen Gefahren schlagartiger Verbrennung frei von Fett, Glyzerin und Öl gehalten werden müssen, wird dagegen leider immer wieder verstoßen!

Schon geringe Spuren dieser Stoffe, besonders in feiner Verteilung, genügen bei Vorhandensein von reinem Sauerstoff bereits zur Einleitung einer Entzündung und explosionsartigen Verbrennung. Fettige Finger, gebrauchte Putzlappen mit Öl- oder Fettanhaftung, abtropfendes oder verspritztes Öl sind schon sehr oft für schlimme Unfälle ursächlich gewesen.

Sicherheitseinrichtungen Gasschmelzschweissen
Jeder Schweißer weiß, dass es dann und wann zum Abknallen der Schweißflamme kommt – sei es infolge einer Überhitzung oder einer
Verstopfung der Schweißdüse – manche haben ein Rückzünden erlebt, nämlich ein Zurückschlagen der Flamme in den Schweißbrenner und
dort ein Weiterbrennen mit einem pfeifenden Geräusch. Ist dies Geschehen schon gefährlich genug, noch gefährlicher wird es indes,
wenn – etwa infolge von Undichtigkeiten oder nur nachlässig angezogenen Verschraubungen – im ganzen Schweißbrenner und in einem der
Zuführungsschläuche ein Brenngas-Sauerstoff-Gemisch vorhanden ist, das dann bei einer Rückzündung explosionsartig verbrennt.
Zerstörte Schweißbrenner, Handverletzungen, aufgerissene Gasschläuche, selbst Brände am Druckminderer und im schlimmsten Fall eine
Acetylenzersetzung in der Acetylengasflasche können die Folge eines solchen Flammenrückschlag sein.

Was ist dagegen zu tun?
Einwandfreie Schweißbrenner, Gasschläuche und Druckminderer sind so wichtig wie eine sachgerechte Bedienung der Schweißanlage, dies sind die entscheidenden Sicherheitsmaßnahmen. Will man mehr tun, so kann man in das System  Druckminderer – Gasschläuche – Schweißbrenner eine zusätzliche Sicherheitseinrichtung einbauen, die gegen Gasrücktritt und Flammendurchschlag schützt. Solche Sicherheitseinrichtungen werden eingebaut zwischen Druckminderer und Gasschlauch oder zwischen Gasschlauch und Schweißbrenner, wobei jeder Einbauort Vor- und Nachteile hat. Früher verwendete man ausschließlich Wasservorlagen, die täglich bei Arbeitsbeginn in drucklosem Zustand auf ihren Wasserstand Kontrolliert und gegebenenfalls nachgefüllt werden müssen. Die Notwendigkeit häufiger Reinigung, die Gefahr des Einfrierens bei tiefen Temperaturen und die Befeuchtung des trockenen Gases aus Flaschen sind weitere Nachteile. So findet man Wasservorlagen fast nur noch an Acetylenleitungen, die von Entwicklern gespeist werden. Weitgehend durchgesetzt haben sich dagegen für die vorgenannten Aufgaben trockene“ Sicherungen, die aus Gasrücktrittsperre, Flammendurchschlagsicherungen und Nachbrennsperre bestehen. Solche Sicherheitseinrichtungen werden als Einzelflaschensicherung meistens am Druckminderer, manchmal auch am Griffstück angeschraubt. Auch Einzelflaschensicherungen sind farblich gekennzeichnet und müssen ein staatliches Bauartzulassungskennzeichen tragen. Einzelflaschensicherung für Acetylen ist gelb und für Sauerstoff blau
gekennzeichnet.

Schläuche der Schweißtechnik sind ebenfalls farblich gekennzeichnet, Acetylen ist ROT und Sauerstoff BLAU. In schlechtem Zustand  befindliche oder mit Öl und Fett verunreinigte Gasschläuche bedeuten „Unfallgefahr“. Das gleiche gilt für Gasschläuche, die nicht ordnungsgemäß auf den Schlauchtüllen gegen Abgleiten gesichert sind. Gasschläuche werden auf den Schlauchtüllen grundsätzlich mit den dafür vorgesehenen Schellenbändern (Schlauchschellen) festgezogen oder es werden Patentverbinder eingesetzt. Beim Abrutschen oder auch an sonstigen undichten Stellen der Gasschläuche entzündet sich fast immer das ausströmende Gas an der Schweißflamme oder am Werkstück, wodurch es zu schweren Verbrennungen oder Explosionen kommen kann. Acetylen- und Sauerstoffschläuche sind auch im Innendurchmesser unterschiedlich dimensioniert um Verwechslungen zu vermeiden. Werden Schlauchkupplungen für das Verbinden von Schweißbrennern oder Verlängerungsschläuchen  angebracht, so muss sicher gestellt sein, dass die Bauart der Schlauchkupplungen ein Verwechseln der Schläuche beim Kuppeln und ein unbeabsichtiges Lösen einfach nicht möglich ist. Will man Schlauchenden miteinander Verbinden – an Acetylenschläuche dürfen bekanntlich keine Kupferröhrchen benutzt werden – so müssen auch diese gegen Abgleiten
gesichert sein. Zur Vermeidung von Schlauchbeschädigungen durch heiße oder scharfkantige Gegenstände ist auf zweckmäßige Lage und Führung der Gasschläuche zu achten. In der Praxis haben sich auch Doppelklemmen, die im Rastermaß beide Gasschläuche zusammenhalten, sehr bewährt. Werden Gasschläuche auf eine Vorrichtung aufgewickelt, soll der Radius der Vorrichtung mindestens ca. 100 mm betragen.

Der Schweißbrenner besteht im wesentlichen aus dem Griffstück mit Gas- und Sauerstoffventil, den Schweißeinsätzen mit zugehöriger Überwurfmutter und den Gewindeanschlüssen für den Gas- und Sauerstoffschlauch. Die Gewindeanschlüsse sind in ihren Abmessungen und der Gewindeart unterschiedlich gehalten, um Verwechslungen der beiden Gasschläuche unmöglich zu machen. Der kleinere Gewindeanschluss hat Rechtsgewinde, es ist der Sauerstoffanschluss. Der im Durchmesser größere Gewindeanschluss hat Linksgewinde, es ist der Acetylengasanschluss. Die Brennerventile sind in der Regel als Kugelsitzventil ausgeführt und dichten rein metallisch absolut gasdicht ab. Die Ventilspindeln werden mittels speziellen Dichtungen und Stopfbuchsen gasdicht gehalten. Der Schweißeinsatz besteht aus dem Injektor, dem Gasrohr und der Schweißdüse. Der Schweißeinsatz wird mit einer Überwurfmutter in das Griffstück gasdicht verschraubt. Als Werkstoff für Schweißbrenner werden Messing oder Leichtmetalle bzw. eine Kombination von beiden verwendet. Lediglich die Schweißdüse ist einheitlich aus Kupfer. Ansonsten muss ein Schweißbrenner handlich, leicht, technisch in Ordnung und durch eine günstige Ventilanordnung zuverlässig zu bedienen sein.

Unfallverhütung
Der hohe Stand der Schweißtechnik und ihre Bedeutung für das Wirtschaftsleben finden ihren Niederschlag in einer umfassenden technischen Fachliteratur, die es ermöglicht, sich über alle Verfahren und ihre Anwendung bis ins einzelne zu unterrichten. Die Lösung der schweißtechnischen Probleme wäre jedoch unvollständig, wenn nicht gleichzeitig auch die Gefahren für den Schweißer erforscht, klar gelegt und beseitigt würden. Es ist zu spät, wenn es knallt! Es ist zu spät, wenn der Schweißer selbst und auch noch Arbeitskollegen schwer zu Schaden oder gar ums Leben kommen. Es ist zu spät, die Unfallursache erst nachher zu untersuchen. Es gibt nur eine Möglichkeit für den Schweißer, seiner gesunden Augen, seiner gesunden Glieder und seines Lebens während der
Schweißarbeit sicher zu sein: nämlich sich von vornherein mit der Materie vertraut zu machen. Die allzu vielen Unfälle mangels Erfahrung, Sachkenntnis und Vorsicht mahnen eindringlich dazu, die Unfallverhütungsvorschriften „Schweißen, Schneiden und verwandte Arbeitsverfahren“ sehr genau zu studieren und einzuhalten. Zusätzlich zu den offensichtlichen Unfallgefahren wird der Schweißer durch eine Reihe von Einwirkungen bedroht, die seine innere Organe, seine Augen und sein Gehör schädigen können. Da diese Gefahren in der Autogentechnik nicht völlig vermieden werden können, ist die Benutzung technischer Schutzeinrichtungen oder persönlicher Schutzausrüstung notwendig. Technische Schutzausrüstungen werden nach den geltenden Bestimmungen eingesetzt. Persönliche Schutzausrüstungen sind: zum Schutz der Augen eine Schutzbrille mit Filtersichtscheiben und Seitenschutz nach DIN 58210 und DIN 58211, zum Schutz des Gehörs entsprechender Gehörschutz, zum Schutz der Atmung entsprechend Atemschutzgeräte, zum Schutz des Körpers schwer entflammbare Schutzkleidung – eventuell eine Schweißerschürze – und Sicherheitsschuhe. Betreiber von Gasschweißanlage müssen das
„Merkblatt zur Verhütung von Acetylenflaschen-Explosionen“ kennen und auch befolgen.


(Quellen) Literatur- und Bildnachweis   

G a s s c h m e l z s c h w e i ß e n
Die Kunst des Gasschmelzschweißens, W. Schwenzer, Schriftenreihe Heft 17, Messer Griesheim GmbH, Frankfurt

Etymologischer Streifzug durch die schweißtechnische Fachsprache, Dipl.-Ing. W. Schnitzler, trennen+fügen, Messer Griesheim GmbH,
Frankfurt

Schutzsgasschweißen, Verfahren Anwendungen Wirtschaftlichkeit, Dipl.-Ing. G. Aichle, Broschüre 30.0007, 4. überarbeitete Auflage
Messer Griesheim GmbH, Frankfurt

ACETYLEN, Messer Griesheim GmbH, Düsseldorf

Sauerstoffanschluss, Broschüre 90.0202 8053/VII5 C.A./2553, Messer Griesheim GmbH, Industriegase, Düsseldorf

Sicherheitslehrbrief für Geschweißt, Arbeitsgemeinschaft der Eisen- und Metall-Berufsgenossenschaft

Fachkunde für Metallberufe, Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal

So funktioniert die Luftzerlegung, Messer Griesheim, Gase+Kälte Schweißen+Schneiden, Homberger Straße 12, 4000 Düsseldorf – Hanauer
Landstraße 330, 6000 Frankfurt 1

Schematische Darstellungen, Hermann Dubisz, Kevelaer

Anmerkung: Interessenten können ein eBuch - Gasschmelzschweißen auf CD erhalten (PDF-Format), gegen eine Kostenbeteiligung von 2,95 €,
zuzüglich 1,45 € Versandkosten  bestellen. Das eBuch-Gasschmelzschweißen enthält weitere Grafiken und einigen Übungsblätter.
Zum Lesen benötigen Sie einen PDF-Reader, den Sie im Internet kostenlos herunterladen können.

[Home] [Oscar Huber] [Fendel 147] [Minden] [Bibo 2] [Schifferverein] [Tjalk] [Nietverbindungen] [Schweißen] [News & Download] [Impressum]