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Was ist Unterwasserschweissen und wie wird’s gemacht?

Beim Unterwasserschweißen wird in Abhängigkeit von der Wassertiefe unter erhöhtem Druck geschweißt. Daher wird es auf Englisch ‚underwater welding‘ oder ,hyperbaric welding‘ genannt. Das Schweißen kann entweder im Wasser (nasses Schweißen) oder in einem trockenen, unter Druck stehenden Raum (trockenes Schweißen) stattfinden, wobei Stahl das am häufigsten geschweißte Material ist. Zur Unterscheidung der Varianten wird der Begriff „Unterwasserschweißen“ meist für das nasse Schweißen und der Begriff „Überdruckschweißen“ für das trockene Schweißen verwendet.

Oft ist es schwierig, die Qualität von Unterwasserschweißungen zu bestimmen, insbesondere beim nassen Schweißen, da Fehler unter der Oberfläche der Schweißnaht schwer zu erkennen sind. Trockene Schweißungen sind in der Regel von besserer Qualität als nasse Schweißungen, da die Schweißbedingungen besser kontrolliert werden können und die Möglichkeit besteht, vor und nach der Schweißung Wärmebehandlungen durchzuführen.

Das Schweißen unter Überdruckbedingungen wurde 1932 von dem russischen Metallurgen Konstantin Chrenow erfunden und findet seitdem weltweit Anwendung, unter anderem bei der Reparatur von Schiffen, Pipelines und Offshore-Ölplattformen.

TWI

TWI bietet an mehreren Standorten Trainingskurse zum Unterwassersschweißen und der Unterwasserinspektion an und unterstützt seine industriellen Mitglieder weltweit durch erstklassige Beratung.

TWI ist eine auf industrieller Mitgliedschaft basierende Organisation. Die Experten von TWI können Ihrem Unternehmen eine Ergänzung zu Ihren eigenen Ressourcen bieten. Unsere Experten haben es sich zur Aufgabe gemacht, der Industrie bei der Verbesserung von Sicherheit, Qualität, Effizienz und Rentabilität in allen Aspekten der Schweiß- und Fügetechnik zu helfen. Die industrielle Mitgliedschaft im TWI erstreckt sich derzeit auf über 600 Unternehmen weltweit und umfasst alle Industriezweige.

Sie können mehr erfahren, indem Sie sich auf Englisch mit uns in Verbindung setzen:

kontakt@twi-deutschland.com

Wie funktioniert das Unterwasserschweißen?

Wie bereits erwähnt, gibt es zwei grundlegende Arten des Unterwasserschweißens: Trockenschweißen und Nassschweißen.

Beim Trockenschweißen wird eine Druckglocke oder Überdruckkammer um die zu schweißende Struktur herum versiegelt. Die Kammer wird dann mit Gas gefüllt (in der Regel ein Gemisch aus verschiedenen Gasen), um das Wasser zu verdrängen und eine trockene Atmosphäre für die durchzuführende Schweißung zu schaffen. Der Druck in der Kammer muss so hoch sein, dass die Schweißer während der Arbeit nicht an Dekompressionskrankheit leiden.

Es gibt jedoch Fälle, in denen Unterwasserschweißer keinen Zugang zu einer Überdruckkammer haben oder in denen eine Reparatur aus Dringlichkeitsgründen sofort durchgeführt werden muss. In diesen Fällen kann stattdessen das Nassschweißen eingesetzt werden.

Beim Nassschweißen werden Gasblasen um den Lichtbogen herum freigesetzt, um die Schweißnaht abzuschirmen und zu verhindern, dass der Strom durch das Wasser geleitet wird. Diese isolierende Blasenschicht schützt den Taucher, verdeckt aber auch den Schweißbereich, so dass es schwieriger wird, die Schweißung korrekt auszuführen. Die Blasen können auch das Schweißbad stören, und die Schweißnaht kann zu schnell abkühlen, weil die Wärme durch das umgebende Wasser abgeleitet wird. Dadurch erhöht sich das Risiko von Defekten wie Rissbildung.

Beim Unterwasserschweißen wird Gleichstrom und nicht Wechselstrom verwendet, da dieser für die Unterwasserschweißer sicherer ist.

 

underwaterwelding

Ausbildung zum Unterwasserschweißer

 

Die mit dem Unterwasserschweißen verbundenen Risiken können nicht ignoriert werden, aber diese Risiken sind auch der Grund dafür, dass das Unterwasserschweißen eine der am besten bezahlten Karrieremöglichkeiten für Berufstaucher ist.

Viele Unterwasserschweißer beginnen mit einer Ausbildung zum professionellen Schweißer, bevor sie Berufstaucher werden. Sie sollten darauf achten, dass sie eine qualitativ hochwertige Ausbildung absolvieren, um sowohl die schweißtechnischen als auch die taucherischen Aspekte des Berufs zu erlernen, bevor sie sich bei einer anerkannten Einrichtung weiterbilden lassen, um ihre Fähigkeiten als Unterwasserschweißer zu vervollständigen.

Diese Ausbildung kann mehrere Jahre in Anspruch nehmen, trägt aber dazu bei, potenzielle Gefahren wie Stromschlag und Ertrinken zu vermeiden.

 

Arten

Sowohl beim Nass- als auch beim Trockenschweißen unter Wasser kann eine Vielzahl von Schweißverfahren eingesetzt werden.

Nass-Schweißverfahren

  • DasLichtbogenhandschweißen, das auch als E-Hand-Schweißen bekannt ist, wird häufig für Nassschweißarbeiten eingesetzt. Bei diesem vielseitigen und kostengünstigen Verfahren erzeugen die Schweißer einen Lichtbogen zwischen der Elektrode und der zu schweißenden Struktur. Dieser Lichtbogen schmilzt und bringt den Zusatzwerkstoff in die Verbindung ein. Die Elektroden und die Oberflächen des Grundmetalls müssen sauber sein, damit diese Schweißung ordnungsgemäß ausgeführt werden kann. Außerdem sollte der Taucher den Bereich auf Hindernisse oder andere Sicherheitsrisiken überprüfen.
  • Beim Lichtbogenschweißen mit Fülldraht wird ein Zusatzwerkstoffröhrchen mit einem Flussmittel im Kern verwendet. Der Elektrodendraht wird automatisch durch die Schweißpistole geführt, um genaue und kontrollierte Schweißnähte zu ermöglichen. Diese Methode wird für Materialien wie Gusseisen und Metalllegierungen wie Nickellegierungen verwendet.
  • Beim Reibschweißen werden die Werkstoffe durch Hitze, Druck und Reibung miteinander verbunden. Das Verfahren kann auch unter Wasser durchgeführt werden.

Trockenschweißkammern und -verfahren

Die Art des Schweißverfahrens, das beim Trockenschweißen verwendet wird, hängt von der Größe der verwendeten Überdruckkammer ab. Dazu gehören:

  • Beim Habitat-Schweißen wird eine kleine Kammer verwendet. Es wird häufig für Heißarbeiten eingesetzt. Es werden kontinuierlich Gase durch die Kammer gepumpt, um eine atembare Atmosphäre aufrechtzuerhalten und den Druck etwas höher als den Außendruck zu halten. Dieser Druckunterschied verhindert das Eindringen von gefährlichen Gasen und brennbaren Kohlenwasserstoffen und leitet giftige Schweißdämpfe aus der Kammer ab. Größere Habitate können zwei oder drei Taucher gleichzeitig aufnehmen.
  • Beim Pressschweißen wird eine Explosionskraft und/oder Reibung eingesetzt. Diese breite Art des Festkörperschweißens umfasst Verfahren wie Reibschweißen Diffusionsschweißen, Kaltpressschweißen, Explosionsschweißen, Gasschweißen, Widerstandsschweißen, Ultraschallschweißen und Rührreibschweißen, das 1991 am TWI erfunden wurde.
  • Beim trockenen Punktschweißen werden kleine Kammern über dem Schweißbereich angebracht, um eine trockene Atmosphäre zu schaffen. Eine Elektrode wird in der Kammer platziert, um die Schweißnaht zu erzeugen.
  • Beim trockenen Kammerschweißen wird ähnlich wie beim Habitat-Schweißen eine Überdruckkammer verwendet, um eine trockene Atmosphäre für die Schweißung zu schaffen. In diesem Fall ist die Kammer jedoch kleiner und bietet nur Platz für den Oberkörper des Schweißers.

Trockenschweißer verwenden auch das Schutzgas- und das Fülldrahtschweißen, d.h. die beim Nassschweißen üblichen Verfahren (siehe oben). Darüber hinaus können auch folgende Verfahren zum Trockenschweißen eingesetzt werden:

  • Beim WIG-Schweißen werden eine nicht abschmelzende Wolframelektrode zur Erzeugung eines Lichtbogens und ein weiterer Draht für den Schweißzusatz verwendet. Mit dieser Technik werden qualitativ hochwertige, dauerhafte Schweißnähte erzeugt, aber sie erfordert auch ein hohes Maß an Geschicklichkeit und Präzision des Schweißers.
  • Beim Metall-Schutzgasschweißen, das auch als „MIG-Schweißen“ bezeichnetet wird, wird ein Schweißbrenner verwendet, die den Schweißdraht automatisch zuführt, während zum Schutz des Schweißbereichs ein Schutzgas eingeleitet wird.
  • Beim Plasmaschweißen wird mit einer Elektrode ein elektrischer Lichtbogen erzeugt. Diese Elektrode, die in der Regel aus gesintertem Wolfram besteht, befindet sich im Gehäuse des Brenners, um den Lichtbogen vom Schutzgas fernzuhalten. Das Plasma wird mit hoher Geschwindigkeit durch die Kupferdüse des Brenners eingespritzt, wodurch extrem hohe Temperaturen entstehen. Die Düse dient dazu, das Plasma in eine Richtung zu lenken, um präzise Schweißnähte zu erzeugen.

Anwendungen

Das Unterwasserschweißen wird häufig für eine Reihe von Offshore- und Marineanwendungen eingesetzt. Angesichts der Schwierigkeiten und Gefahren des Unterwasserschweißens wird ein Großteil dieser Arbeiten in flachen Gewässern durchgeführt, oder die Strukturen werden zunächst in trockene Bereiche gebracht.

Durch das Schweißen von Strukturen in größeren Tiefen können die Kosten für das Herausnehmen einer Struktur aus dem Wasser sowie die Kosten für das Trockendock eingespart werden. Das Unterwasserschweißen ermöglicht nicht nur diese Kosteneinsparungen, sondern es kann auch für Notreparaturen eingesetzt werden.

Unterwasserschweißen wird zum Schweißen von ganz oder teilweise untergetauchten Schiffskonstruktionen verwendet und kommt bei Schiffen, Dämmen, Ölplattformen, Pipelines, Brücken und vielem mehr zum Einsatz. Unterwasserschweißtechniken werden auch bei Anwendungen im Zusammenhang mit Kernkraftwerken, Flüssen, Kanälen und vielem mehr eingesetzt.

 

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

Wie viel verdient ein Unterwasserschweißer?

Aufgrund der Gefahren, die mit dem Beruf verbunden sind, können Unterwasserschweißer ein sehr gutes Jahreseinkommen erzielen. Das tatsächliche Gehalt hängt von Faktoren wie Erfahrung, Zertifizierung, Arbeitsort, Arbeitsumgebung, Arbeitstiefe, Entfernung vom Ufer, Tauchmethoden und -ausrüstung und mehr ab. Statistiken zeigen, dass die Gehaltsspanne dramatisch variieren kann, von etwa 30.000 € pro Jahr bis zu über 275.000 € pro Jahr.

Wie wird man Unterwasserschweißer?

Um Unterwasserschweißer zu werden, müssen Sie ein erfahrener Taucher sein, was normalerweise bedeutet, dass Sie einen Kurs an einer kommerziellen Tauchschule absolvieren. Dort werden nicht nur Tauchfertigkeiten vermittelt, sondern auch Sicherheits- und Notfallmaßnahmen unter Wasser. Neben dem Bestehen der Prüfungen in der Tauchschule müssen Sie auch ein zertifizierter Schweißer sein. Mit diesen Kenntnissen können Sie dann einen speziellen Unterwasserschweißkurs absolvieren, um die spezifischen Werkzeuge und Techniken zu erlernen, die mit dieser Arbeit verbunden sind. Diese Ausbildung kann mehrere Jahre in Anspruch nehmen.

Ist Unterwasserschweißen ein guter Beruf?

Unterwasserschweißen kann ein sehr lukrativer Beruf sein, aber er erfordert auch eine umfangreiche Ausbildung und kann gefährlich sein. Deshalb investieren viele Unterwasserschweißer ihren Verdienst, damit sie früher in Rente gehen können.

Warum ist Unterwasserschweißen so gefährlich?

Das Schweißen unter Wasser ist gefährlicher als das Schweißen an Land, da es in Umgebungen durchgeführt wird, die zusätzliche Risiken mit sich bringen. Dazu gehören der Gasdruck, der Wasserdruck, die Tauchausrüstung, die Arbeit auf engem Raum, die Stromversorgung und vieles mehr. Darüber hinaus müssen Unterwasserschweißer oft an abgelegenen und potenziell gefährlichen Offshore-Standorten wie Ölplattformen und Unterwasserpipelines arbeiten.

Trotz der finanziellen Vorteile ist das Schweißen unter Wasser einer der gefährlichsten Berufe, die man ausüben kann. Ertrinken, Explosionen und Stromschläge sind sehr reale Gefahren, ebenso wie langfristige Gesundheitsprobleme im Zusammenhang mit Nase, Lunge und Ohren, wenn man zu lange tief unter Wasser arbeitet, Dekompressionskrankheit und Angriffe durch Meerestiere.

Wie hoch ist die Sterblichkeitsrate beim Unterwasserschweißen?

Die Haupttodesursachen für Unterwasserschweißer sind Ertrinken und Dekompressionskrankheit. Untersuchungen zufolge liegt die Sterblichkeitsrate bei Unterwasserschweißern bei bis zu 15 %. Dies ist die höchste Sterblichkeitsrate aller Berufe, verglichen mit einer Sterblichkeitsrate von 0,2 % bei Arbeitern in der Holzfällerei oder Fischerei.

 

Fazit

Unterwasserschweißen lässt sich grob in Trocken- und Nassschweißtechniken unterteilen. Das Trockenschweißen, bei dem eine Überdruckkammer verwendet wird, um eine trockene Umgebung um den Schweißbereich zu schaffen, in der der Schweißer arbeiten kann, bietet bessere Ergebnisse als das Nassschweißen, bei dem die vom Schutzgas erzeugten Blasen den Schweißbereich abdecken.

Unterwasserschweißen ist ein lukrativer und notwendiger, aber auch gefährlicher Beruf. Die Techniken des Unterwasserschweißens werden für die Reparatur von maritimen Strukturen und Anlagen wie Offshore-Pipelines, Ölplattformen und Schiffen eingesetzt. Unterwasserschweißer arbeiten auch an Orten wie Kernkraftwerken.

 

Für weitere Informationen senden Sie bitte eine englischsprachige E-Mail an:

kontakt@twi-deutschland.com