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Schweißtechnik: Arbeits- und Gesundheitsschutz und Qualitätssicherung

Internationale, europäische Normen und Standards sowie die praxisnahen DVS-Merkblätter bilden die Leitplanken für alle schweißtechnischen Tätigkeiten, das umfasst sowohl die Ausbildung als auch die spätere Ausführung. Neben den einschlägigen Regelwerken finden Sie hier auch Informationen zum Arbeits- und Gesundheitsschutz, der Qualitätssicherung, Zertifizierung und Kennzeichnung von Schweißnähten.

Normen und Standards für Qualität und Sicherheit
Mit seiner Vielfalt von Prozessen gilt die Schweißen als das wichtigste Fügeverfahren zum Herstellen unlösbarer Verbindungen.
Schweißaufsichtspersonen haben alles unter Kontrolle
Schweißaufsichtspersonen sind hauptverantwortlich für die fachgerechte Ausführung von durch Schweißen hergestellte Produkte.
Schweißsymbole in Zeichnungen normgerecht platzieren
Schweißsymbole in der technischen Zeichnung sind ein zentrales Mittel zur Vermittlung technischer Informationen.

Normen und Standards für Qualität und Sicherheit

Mit seiner Vielfalt von Prozessen gilt die Schweißen als das wichtigste Fügeverfahren zum Herstellen unlösbarer Verbindungen. Metalle, Glas und thermoplastische Kunststoffe lassen sich durch Schweißen gleichermaßen verbinden.

In Branchen wie der Automobilindustrie, dem Maschinenbau, dem Stahlbau und dem Schiffsbau ist das Schweißen mit die wichtigste Fügetechnik. Seine vielfältige Anwendbarkeit auch für NE-Metalle, Kunststoffe und Glas bezieht die Schweißtechnik aus ihrer großen Bandbreite unterschiedlicher Schweißprozesse. So listet DIN EN ISO 4063 mehr als 100 verschiedene Fügeverfahren auf. Neben den augenfälligsten Unterschieden (mit oder ohne Zusatzwerkstoffe, mit oder ohne Wärme oder Druck, automatisch oder manuell) unterscheidet die Norm folgende  übergeordnete Prozessvarianten beim Schweißen:

  • Metall-Lichtbogenschweißen ohne Schutzgas
  • Unterpulverschweißen
  • Metall-Schutzgasschweißen
  • Wolfram-Schutzgasschweißen
  • Plasmaschweißen
  • Widerstandsschweißen
  • Gasschmelzschweißen
  • Pressschweißen
  • Strahlschweißen
  • Kunststoffschweißen
  • Aluminothermisches Schweißen
  • Elektroschlackeschweißen
  • Elektrogasschweißen
  • Induktionsschweißen
  • Lichtstrahlschweißen
  • Bolzenschweißen


Kennzeichnend für alle Schweißprozesse ist die Herstellung von stoffschlüssigen Verbindungen mit hoher Festigkeit. Besonders für hochbelastete Stahlkonstruktionen ist das Schweißen ein sehr häufig genutzter Prozess. Dabei verlangen zwei Faktoren besondere Aufmerksamkeit:

  • gleichmäßig hohe Schweißqualität und
  • die Berücksichtigung des Arbeits- und Gesundheitsschutzes

Bei beiden Herausforderungen helfen eine Reihe von Normen, Standards und DVS-Merkblättern

Standards sorgen für eine gleichbleibend hohe Qualität

Ein international anerkannter Standard für schweißtechnische Fertigungsbetriebe ist die Normenserie DIN EN ISO 3834. Sie legt fest, welche Qualitätsanforderungen beim Schmelzschweißen von Metallen an die Ausführenden gestellt werden. Unternehmen können sich von akkreditierten Zertifizierungsstellen die Fähigkeit zur Einhaltung dieser Standards bescheinigen lassen. Diese Zertifizierung gilt ergänzend zur ISO 9000 und ist nicht verpflichtend, stärkt aber das Vertrauen von Kund*innen und Verbraucher*innen.

Die Einhaltung gleichbleibend hoher Qualität ist eine Herausforderung für alle schweißtechnischen Unternehmen, ob in der Industrie oder dem Handwerk. Bei der visuellen Prüfung (Sichtprüfung) unterstützt DIN EN ISO 17637. Die Norm legt die optimale Verwendung von Schweißnahtlehren und die erforderlichen Beleuchtungsstärken fest. Das ermöglicht die Erstprüfung von Schweißnähten, bevor weitere zerstörende und zerstörungsfreie Prüfverfahren zum Einsatz kommen, zum Beispiel Ultraschall-, Durchstrahlungs- oder Wirbelstromprüfung.

Umfangreiche Verantwortung für die Schweißaufsicht

Ein weiterer Ansatz zur Gewährleistung der Schweißqualität basiert auf der Qualifizierung von Personal. Die Aufgaben und die Verantwortung der Schweißaufsicht regelt DIN EN ISO 14731. Diese Norm baut auf der bereits erwähnten Normenserie DIN EN ISO 3834 auf. Sie wird herangezogen, um die Aufgaben zu definieren und festzulegen, die bezüglich der Qualität beim Schmelzschweißen erfüllt werden müssen.

Die Schweißaufsicht umfasst alle wesentlichen Schritte von der Planung, Ausführung, und Überwachung und Inspektion. Damit ist sie gegebenenfalls verantwortlich für die folgenden Punkte:

  • Überprüfung der Anforderungen
  • Technische Überprüfung (z. B. Konstruktionsunterlagen)
  • Untervergabe
  • Schweißtechnisches Personal
  • Schweißtechnischen Einrichtungen
  • Fertigungsplanung
  • Qualifizierung von Schweißverfahren
  • Schweißanweisungen
  • Arbeitsanweisungen
  • Auswahl von Schweißzusätzen und Werkstoffen
  • Inspektion und Prüfung vor, während und nach dem Schweißen
  • Wärmebehandlungen vor und nach dem Schweißen
  • Mangelnde Übereinstimmung und erforderliche Korrekturmaßnahmen
  • Kalibrierung und Validierung von Mess-, Inspektions- und Prüfeinrichtungen
  • Kennzeichnung und Rückverfolgbarkeit
  • Qualitätsberichte
  • Umwelt, Gesundheit und Sicherheit


Das Schweißaufsichtspersonal hat somit die Verantwortung für alle Phasen des Schweißprojekts. Entsprechend hoch sind die fachlichen Anforderungen an die Schweißverantwortliche sowie dessen Kompetenzniveau. DIN EN ISO 14731 benennt neben den Aufgaben auch die benötigen Kenntnisse und Fähigkeiten in Abhängigkeit des Qualitätsniveaus.  

Arbeits- und Gesundheitsschutz durch geeignete Kleidung und Geräte

Das Schweißen birgt Gefahrenquellen für die Mitarbeitenden im direkten Arbeitsumfeld, die es deshalb mit wirksamen Vorsichtsmaßnahmen zu berücksichtigen gilt. Diese Gefahrenquellen sind zum Beispiel:

  • Wärme
  • Elektrischer Strom
  • Schweißspritzer
  • Funken
  • starke Helligkeit und UV-Strahlung
  • Rauch und Gase


So werden beim Schweißen und beim thermischen Trennen unter Umständen Schadstoffe im Schweißrauch freigesetzt. Diese Emissionen müssen abgesaugt, gefiltert und gegebenenfalls die gesammelten Rückstände aus den Filtern fachgerecht entsorgt werden. DIN EN 14717 enthält eine Umweltcheckliste und behandelt entsprechend zu berücksichtigende Umweltaspekte beim Schweißen und thermischen Trennen. Gleichzeitig ist für eine gute Belüftung zu sorgen. Das Verhinderung die Ansammlung von schädlichen Gaskonzentrationen in Form von Ozon und Stickstoffoxiden. Weitere Gefahrenquellen birgt die UV- und Infrarotstrahlung, starke Helligkeit („Verblitzung“) und hohe Spannungen durch die Stromquelle beim Lichtbogenschweißen.

Bei der Einrichtung von Schweißarbeitsplätzen unter Arbeitsschutzaspekten hilft das DVS-Merkblatt DVS 1203. Die wirksame Absaugung ist dabei ein wesentlicher Aspekt. Die Mindestanforderungen an Schutzkleidung für Schweißende regelt
DIN EN ISO 11611. Diese Kleidung schützt vor Funken und kurzem Kontakt mit Flammen, außerdem reduziert sie die Risiken bei kurzem Kontakt mit stromführenden Leitern. Je nach Auftreten von Wärme und Funken steht Kleidung in zwei Leistungsklassen zur Wahl. Mit solchen Schutzmaßnahmen lassen sich die gesundheitlichen Risiken des beim Schweißens wesentlich reduzieren.

Schweißaufsichtspersonen haben alles unter Kontrolle

Schweißaufsichtspersonen sind hauptverantwortlich für die fachgerechte Ausführung von durch Schweißen hergestellten Produkten. Ihre Aufgaben erstrecken sich von der Prüfung des Auftrags bis zu Abnahme und Berichterstattung. Was sie im Einzelnen zu beachten haben, ist in Normen und Richtlinien festgelegt.

An jeder Schweißverbindung sind zwei Schweißspezialisten entscheidend beteiligt: Die Ausführung obliegt bei manuellen und teilmechanischen Prozessen einem Schweißenden oder, bei vollmechanischen und automatisierten Verfahren, dem Maschineneinrichtenden, dem Bedienenden. Die Benennung der Schweißaufsichtsperson regelt die Zuständigkeit für die vielfältigen Tätigkeiten einer Schweißaufsicht. Die Schweißaufsicht hat die Verantwortung dafür, dass die Schweißarbeiten korrekt ausgeführt werden. Dafür bringen Schweißaufsichtspersonen als Voraussetzung je nach Anforderung grundlegende, spezielle oder umfassende Kenntnisse, heute Kompetenzen genannt, der Schweißtechnik mit. In Schweißaufsicht-Lehrgängen werden Teile der Qualifikationen vermittelt. Weitere Voraussetzungen für Schweißaufsichtspersonen sind Fachausbildungen und -studien sowie Berufserfahrung.

Für die Gestaltung der Schweißaufsicht sind in erster Linie drei Regelwerke von Bedeutung: DIN EN ISO 14731 ist die wichtigste Norm für die Schweißaufsicht. Sie beschreibt, was Schweißaufsichtspersonen für die Gewährleistung hoher Schweißqualität zu beachten haben. ISO 3834 bestimmt, was unter Qualität in den Stufen „einfach“, „Standard“ und „umfassend“ zu verstehen ist. DVS-Richtlinie 0711 enthält Empfehlungen zur praktischen Umsetzung dieser Normen. Dazu zählt unter anderem ein Beispiel-Organigramm zur Einbindung der Schweißaufsicht in Unternehmen.

Die Schweißaufsicht-Norm DIN EN ISO 14731 legt fest, dass jedes herstellende Unternehmen die Ernennung einer verantwortlichen Schweißaufsicht durchführen muss. Die Beauftragung der Schweißaufsicht kann auch an externe Personen erfolgen. Die externe Schweißaufsicht kann alle Aufgaben oder auch nur bestimmte Teile davon ausüben. Die Beauftragung und Benennung der Schweißaufsicht mit Musterformularen vereinfacht den Vorgang. Durch die schriftliche Beauftragung wird die Schweißaufsicht autorisiert, im Auftrag des Unternehmens tätig zu werden. Dabei ist auch die externe Schweißaufsichtsperson in die Organisation des Unternehmens einzubinden.

Die Verantwortung zur Einhaltung der Norm bleibt jedoch immer beim herstellenden Unternehmen. Welche Aufgaben die Bestellung zur Schweißaufsicht beinhaltet, benennt Anhang B der Norm. Die in 20 Unterpunkten beschriebenen Aspekte entfallen zum größten Teil auf die Aufgabenbereiche Prüfen, Planen, Überwachen, Kennzeichnen und Berichten.

Erfüllbarkeit des Schweißauftrags prüfen

Eine Schweißaufsichtsperson prüft als erstes die Erfüllbarkeit eines Schweißauftrags und die sich daraus ergebenden Anforderungen. Dazu gehören die Spezifikationen und die zu erfüllenden Normen. Die gleicht sie mit den vorhandenen Mittel ab. Kann der Betrieb den Auftrag ausführen? Zu prüfen sind zum Beispiel:

  • vorhandene Schweißeinrichtungen
  • Qualifikation der Schweißenden bzw. Bedienenden
  • geforderte Qualität der Schweißnähte
  • kalkulatorische Realisierbarkeit
  • Vergabe von Auftragsteilen an Lieferunternehmen
  • Qualifikation der Lieferunternehmen bei Auftragsvergabe


Dabei prüft die Schweißaufsichtsperson auch die Konstruktion an sich. Sind die Nähte für Schweißarbeiten und Überprüfung zugänglich?  Ist die vorgesehene Schweißverbindung für die vorliegende Art der Beanspruchung geeignet? Eignen sich die Werkstoffe und Schweißzusätze für die geplanten Verbindungen? Falls nicht, muss die Schweißaufsicht die Probleme melden und nach Möglichkeit Gegenvorschläge unterbreiten.

Umsichtige Planung legt Grundlagen für Schweißerfolg

Die Fertigungsplanung legt die durchzuführenden Arbeitsschritte fest. Sie erstreckt sich von der Bereitstellung von Personal und Schweißeinrichtungen über die Auswahl der Schweißzusätze bis zur Vorplanung von Prüfungen. Zu den wichtigen Punkten der Fertigungsplanung zählen:

  • Prüfung der Auftragsunterlagen auf Vollständigkeit und Durchführbarkeit
  • Reihenfolge der Schweißungen
  • Wetterschutz bei Außenarbeiten
  • Schweißanweisungen erstellen
  • Arbeitsanweisungen erstellen

Die Schweißanweisungen sind ein zentraler Bestandteil der Fertigungsplanung. Denn sie legen alle wichtigen Parameter der Schweißbearbeitung fest. Dazu gehören das Schweißverfahren, Schweißzusätze, Schutzgas, Schweißparameter, Nahtvorbereitung und Nahtaufbau und. Die für die Schweißaufgaben geeigneten Arbeitsanweisungen sind ebenfalls Teil der Fertigungsplanung.

Prüfen in allen Phasen der Schweißprozesse 

Überwachen und Prüfen sind die wichtigsten Aufgaben der Schweißaufsicht nach Abschluss der Planung. Vor Beginn der Schweißarbeiten ist zu prüfen, ob alle Voraussetzungen für fachgerechte Arbeit wie geplant vorliegen. Denn zwischen Planung und Ausführung kann ein längerer Zeitraum liegen. Vielleicht sind die eingeplanten Fachkräfte nicht verfügbar? Oder es wurde ungeeignetes Material geliefert? Zu prüfen sind deshalb unter anderem die erforderlichen Qualifikationen der Schweißenden und Bedienenden, die Kennzeichnung von Materialien und Schweißzusätzen sowie die Vollständigkeit der Schweiß- und Arbeitsanweisungen. Auch die Vorbereitung der Schweißnaht und das Vorrichten der Werkstücke verlangen nach Aufmerksamkeit.

Während der Schweißung überwacht die Schweißaufsicht den Arbeitsablauf und die Einhaltung der Parameter. DIN EN ISO 14731 nennt die wichtigsten Prüfmaßnahmen wie das Ausarbeiten der Wurzel und Kontrollen der Maße und Prüfung auf Verzug. Welche davon auf die jeweiligen Schweißarbeiten zutreffen, beurteilt der Schweißverantwortliche selbst. 

Auch nach Abschluss der Schweißarbeiten entscheidet die Schweißaufsicht, welche Prüfungen im jeweiligen Fall angebracht sind. Vielfach werden die Art und der Umfang der notwendigen Prüfungen durch die produktnorm vorgegeben. DIN EN ISO 14731 listet die in Frage kommenden Maßnahmen auf. Dazu gehören die Sichtprüfung sowie die visuelle bzw. messtechnische Untersuchung von Form, Gestalt, Maßen und Toleranzen. Aber auch zerstörungsfreie oder zerstörende Prüfungen insbesondere bei bauteilbegleitenden Arbeitsproben können nach dem Schweißen erforderlich sein. Falls eine abschließende Wärmebehandlung durchgeführt wird, gehört deren Ergebnis ebenfalls zum Prüfumfang. Sollten die Schweißungen nicht den Anforderungen entsprechen, veranlasst die Schweißaufsicht die Reparatur der Fehlstellen. Anschließende erfolgt die Nachbewertung der Werkstücke.

Kennzeichnungen und Berichte schaffen Transparenz  

Nach Abschluss aller Schweiß- und Korrekturarbeiten erfolgt die Kennzeichnung, um die Rückverfolgbarkeit der Schweißarbeiten zu gewährleisten. Dazu gehören die Fertigungspläne, die Schweißnähte und die Lage der durchgeführten Reparaturen. DIN EN ISO 14731 führt auf, was der Schweißverantwortliche bei der Kennzeichnung in Betracht ziehen sollte. Als letztes stellt die Schweißaufsicht die Berichte über die Schweißarbeiten zusammen.

Schweißsymbole in Zeichnungen normgerecht platzieren

Schweißsymbole in der technischen Zeichnung sind ein zentrales Mittel zur Vermittlung technischer Informationen. Sie beschreiben jede Schweißnaht auf verständliche Weise. DIN EN ISO 2553 ist die weltweit gültige Schweißsymbole-Norm für Form und Anordnung der Kennzeichnungen.

Technische Zeichnungen gehören zu den wichtigsten Bestandteilen der Schweißanweisungen. Die Schweißsymbole nach DIN EN ISO 2553 zeigen Formen und Positionen der zu fertigenden Nähte an. Zusammen mit der Bemaßung beschreiben sie die gewünschte Ausführung der Schweißnähte. Die Darstellung der Schweißsymbole erfolgt auf der Zeichnung zusammen mit weiteren geometrischen und numerischen Elementen. Die Kennzeichnung einer Schweißnaht kann umfassen:  

  • Grundsymbol
  • Zusatzsymbol
  • Pfeillinie
  • Bezugslinie(n)
  • Bemaßungen
  • Gabel

Grundsymbole für Nahtarten

Positionierung der Schweißsymbole eindeutig geregelt

Die schräg angeordnete Pfeillinie zeigt mit ihrer Spitze auf die Schweißnaht. Von ihr verzweigen ein oder zwei in der Regel waagerechte Bezugslinien. An ihnen werden die Schweißsymbole und die Bemaßungen angeordnet. Am Ende der Bezugslinie kann sich eine Gabel befinden, neben der bei Bedarf der Schweißprozess bezeichnet wird. Diese Kennzeichnung erfolgt durch Ordnungsnummern. Die verwendeten Nummern sind in DIN EN ISO 4063 festgelegt.

DIN EN ISO 2553 erlaubt für die Schweißsymbole beim technischen Zeichnen zwei Darstellungsarten. In Europa und den meisten anderen Regionen werden zwei Bezugslinien parallel angeordnet: eine Volllinie oben und eine gestrichelte darunter („System A“). Im pazifischen Raum wird dagegen üblicherweise nur eine Volllinie als Bezugslinie verwendet („System B“). Nach System A zeigt ein Schweißsymbol oberhalb der Bezugslinie an, dass sich die Schweißnaht auf der gleichen Seite wie die Kennzeichnung befindet. Bei einem unteren Schweißsymbol ist die Naht auf der Gegenseite. Im Pazifik ist es anders herum. „Pazifikraum“ im Sinn der Norm sind Australien, Neuseeland und die pazifischen Inseln. Durch die Verwendung beider Darstellungsarten können Anwendende je nach Zielmarkt die dort übliche Form wählen.


Beispiel für umfassende Schweißsymbole (System A und B)

Optional zeigen Zusatzsymbole Details der Schweißnaht

Die Schweißsymbole nach DIN EN ISO 2553 umfassen Grundsymbole sowie Nebensymbole. Die Grundsymbole beschreiben die verschiedenen Nahtformen. Dabei kann es sich auch um punktförmige Nähte handeln. Die Zusatzsymbole beschreiben Besonderheiten der Nähte, etwa konkave oder konvexe Form oder die Ringsum-Naht oder Baustellennaht. Die Darstellung im Normenblatt erfolgt in Form von Schweißsymbol-Tabellen mit Spalten für die Bezeichnung, die zeichnerische Darstellung der Naht und das Schweißsymbol. In einigen Fällen wird die Bedeutung der Schweißsymbole mit Beispielen der zugehörigen Schweißnaht illustriert.


Durch Zusatzsymbole können die geforderten Angaben für eine Schweißverbindung erweitert werden.

Schweißsymbole als PDF oder zum Einstecken

Auf diese Weise können Konstrukteur*innen das richtige Schweißsymbol für die Zeichnung anhand der Bezeichnung oder des Nahtbildes auswählen. Gerade für das technische Zeichnen sind die Schweißsymbole unverzichtbar. Das gilt ebenso für die 3D-Modellierung. Schweißende und die Schweißaufsicht wiederum können zu den Schweißsymbolen die Erklärung nachschlagen. Denn Schweißsymbole und ihre Bedeutung lassen sich in dem handlichen Faltblatt schnell herausfinden.

DIN EN ISO 2553 ist auf wischfester, wasser- und ölabweisender Kunststofffolie gedruckt. So können Schweißspezialist*innen das Faltblatt unbesorgt in die Werkstatt oder auf die Baustelle mitnehmen. Alternativ ist das Normenblatt für Schweißsymbole als PDF für die Lektüre am PC oder auf Mobilgeräten erhältlich.


Publikationen

Publikation Normen-Handbuch 2021-01

Schweißen im Stahlbau
Normen für die Herstellerzertifizierung nach DIN EN 1090-1

ab 236,00 EUR inkl. MwSt.

ab 220,56 EUR exkl. MwSt.

Publikation [VORBESTELLBAR] DIN-DVS-Taschenbuch 369 2022-06

Schweißtechnik 10
Zerstörende Prüfungen von Schweißverbindungen

ab 163,00 EUR inkl. MwSt.

ab 152,34 EUR exkl. MwSt.

Publikation DIN-DVS-Taschenbuch 361 2020-10

Schweißtechnik 14
Leitfaden für die Qualitätssicherung in der Schweißtechnik

ab 230,00 EUR inkl. MwSt.

ab 214,95 EUR exkl. MwSt.

Normen

Norm [AKTUELL] 2020-12

DIN EN 15085-2:2020-12
Bahnanwendungen - Schweißen von Schienenfahrzeugen und -fahrzeugteilen - Teil 2: Anforderungen an Schweißbetriebe; Deutsche Fassung EN 15085-2:2020

ab 91,60 EUR inkl. MwSt.

ab 85,61 EUR exkl. MwSt.

Norm-Entwurf [ZURÜCKGEZOGEN] 2020-12

DIN EN ISO 3834-1:2020-12 - Entwurf
Qualitätsanforderungen für das Schmelzschweißen von metallischen Werkstoffen - Teil 1: Kriterien für die Auswahl der geeigneten Stufe der Qualitätsanforderungen (ISO/DIS 3834-1:2020); Deutsche und Englische Fassung prEN ISO 3834-1:2020

ab 65,20 EUR inkl. MwSt.

ab 60,93 EUR exkl. MwSt.

Norm [AKTUELL] 2020-12

DIN EN ISO 14341:2020-12
Schweißzusätze - Drahtelektroden und Schweißgut zum Metall-Schutzgasschweißen von unlegierten Stählen und Feinkornstählen - Einteilung (ISO 14341:2020); Deutsche Fassung EN ISO 14341:2020

ab 84,90 EUR inkl. MwSt.

ab 79,35 EUR exkl. MwSt.

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