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Monday, September 11, 2023, Mailand 11:00 AM Innovationen in der Fügetechnik |
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Physikalische und chemische Charakterisierung der Emissionen beim Metall-Ultraschallschweißen von Litze-Terminal-Verbindungen und ihre toxikologische Bewertung |
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Eric Helfers* / ISF RWTH Aachen, Germany Manfred Möller / Institut für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin der RWTH Aachen, Deutschland Alexander Schiebahn/ ISF RWTH Aachen, Deutschland Uwe Reisgen/ ISF RWTH Aachen, Deutschland Thomas Kraus/ Institut für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin der RWTH Aachen, Deutschland |
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Das Metall-Ultraschallschweißen (M-USS) ist ein industriell weit verbreitetes Fügeverfahren, welches vorwiegend im Bereich der Elektrotechnik und Elektrik zum Einsatz kommt. Auch wenn beim M-USS Schweißrauche, Gase und Stäube beobachtet werden können wurde bis dato keine veröffentlichte Quantifizierung oder toxikologische Bewertung der Emissionen durchgeführt. Erschwerend kommt hinzu, dass trotz ausgeprägter Rauchfahne häufig auf spezifische Arbeitsschutzmaßnahmen verzichtet wird. Aktuelle Trends in der Bordnetzentwicklung für die Elektromobilität führen zum steigenden Einsatz des M-USS im Kraftfahrzeug. Der Anstieg der zu fügenden Leiterquerschnitte hat daneben eine zunehmende Schweißleistung hervorgerufen, die eine höhere thermische und mechanische Beanspruchung der Werkstoffe bedingt. Im Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens wird untersucht, inwiefern die Emissionen (Zusammensetzung, Menge und Toxizität) von der Schweißkonfiguration abhängig sind und ob in der realen Anwendung Gesundheitsgefährdungen vorliegen. Mittels eines Non-Target Ansatzes erfolgt die Erfassung und Analyse gas- und partikelförmiger Bestandteile. Neben direktanzeigenden Verfahren werden aktive Probennahmen mit anschließender Auswertung im Analytiklabor eingesetzt. Als repräsentative Anwendung wird die Litze-Terminal-Verbindung in verschiedenen Querschnitten und Konfigurationen untersucht. Um die Entstehungsmechanismen der Emissionen besser zu verstehen und deren Abhängigkeit von den Fügeteil- und Prozessrandbedingungen bestimmen zu können wird die gesamte Prozesskette erfasst. Diese umfasst die Eingangskontrolle, die Prozessdaten während des USS sowie die technologischen Eigenschaften der Schweißverbindung. Durch eine Korrelation der Messdaten und eine toxikologische Bewertung werden abschließend Empfehlungen zu präventiven Maßnahmen in der industriellen Anwendung des M-USS gegeben. Anlagenhersteller und Anwender können auf Basis der Ergebnisse Schutzeinrichtungen entwickeln und ihre Mitarbeiter hinsichtlich möglicher Gefahren sowie notwendiger Arbeitsschutzmaßnahmen schulen. |