Das Projekt "Schadstoffbildung beim Laserschweissen und Vergleich der Schadstoffmengen beim Laser- und Plasmaschneiden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Abteilung 5 Werkstofftechnik, Fachgruppe 5.5 Technische Keramik durchgeführt. Das Laserstrahlschneiden und -schweissen sowie das Plasmaschneiden zaehlen zu den am haeufigsten eingesetzten thermischen Bearbeitungsverfahren. Wegen der thermischen Prozesse entstehen abhaengig von den verwendeten Werkstoffen, dem Verfahren .und den gewaehlten Verfahrensparametern unterschiedliche Emissionsprodukte. Den weitaus groessten Anteil bilden dabei die partikelfoermigen Emissionen in Form ueberwiegend metalloxidischer Feinstaeube. Zusaetzlich werden unterschiedliche Mengen an Stickoxiden und Ozon gebildet. Die Konzentrationen der freigesetzten Schadstoffe (Gase und Staeube) koennen sehr schnell geltende Richtwerte bzw. Grenzwerte ueberschreiten. Ueber 90 Prozent der emittierten Schadstoffe besitzen einen Durchmesser kleiner 5 pm und sind daher lungengaengig. Insbesondere beim Schneiden und Schweissen hochlegierter Werkstoffe und beschichteter Feinbleche mit erhoehten Gehalten an Cr, Ni, Zn, Mn usw. koennen durch die freigesetzten Staeube besondere Gesundheitsgefaehrdungen hervorgerufen werden. Untersucht wurden die Emissionen beim CO2-Laserstrahlschneiden und Plasmaschneiden von bis zu 8 mm dicken Stahlwerkstoffen sowie beim Laserstrahlschweissen von 1 mm dicken zinkbeschichteten Feinblechen und 3 mm dicken Stahlblechen. Ausgehend von den optimierten Parametereinstellungen in bezug auf das Bearbeitungsergebnis (z.B. Schneid/Schweissqualitaet) wurden wesentliche Parameter, wie Laserstrahlleistung, Schneid/Schweissgeschwindigkeit, Prozessgas und Blechdicke variiert und die Emissionen mit dem Ziel der Schadstoffverminderung bestimmt und analysiert. Zur Charakterisierung dieser Emissionen sind die Gesamtemissionsraten, die Partikelmorphologie und die chemische Zusammensetzung der Aerosole ermittelt worden. Ebenso wurden die Stickoxid- und Ozonemissionen analysiert. Die Emissionen wurden mit geltenden Arbeitsplatzgrenzwerten verglichen. Es zeigte sich, dass ein Ueberschreiten dieser Grenzwerte (MAK, TRK) durch geeignete Absaug- und Lueftungsmassnahmen vermieden werden kann. Damit wird das von schaedlichen Emissionen ausgehende Gesundheitsrisiko reduziert.
Das Projekt "Entwicklung und Optimierung modularer Strahlschneid- und Handhabungssysteme fuer den kostenguenstigen Rueckbau kerntechnischer Anlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Fachbereich Maschinenbau, Institut für Werkstoffkunde durchgeführt. Vorhabensinhalt ist die Entwicklung und Qualifizierung handgefuehrter, personengebundener und manipulatorgestuetzter Strahlschneidverfahren (Laser-, Plasmafein- und Wasserabrasivstrahlschneiden). Ziel ist der flexible Einsatz fuer Bleche kleiner 20 mm inkl. Plattierungen, diverser Bauteilgeometrien und bei unterschiedlichen radiologischen Belastungen unter Maximierung der Schneidleistung sowie Minimierung des Energieeintrags und der Rueckstaende. Dies soll durch den Einsatz leistungsfaehiger, an die Schneidverfahren angepasster Handhabungssysteme erreicht werden. Schwerpunkte sind neben der Entwicklung von handgefuehrten Systemen ein neuartiges personengebundenes System zur Gewaehrleistung konstanter Prozessparameter (Steady Cut) sowie ein kleinbauendes, selbshaltendes modulares Traegersystem (WORMS) zur Gewaehrleistung einer idealen Werkzeugfuehrung. Insgesamt soll die Minimierung von Strahlenexposition und Rueckbaukosten und die Anpassungsfaehigkeit der Schneid- und Handhabungssysteme fuer eine Entscheidungsmatrix, die die guenstigste Kombination aus Schneid- und Handhabungstechniken, auch fuer den nichtnuklearen Bereich und andere Werkstoffe inkl. Stoffverbunde anwendbar, aufzeigt.