RedMAN - Reduktion von Manganemissionen beim MAG-Schweißen von unlegiertem Baustahl durch In-Situ-Entwicklung Mn-reduzierter Legierungskonzepte

In den letzten Jahren wurden für das Schweißen/Schneiden die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) und Beurteilungsmaßstäbe, insbesondere für krebserzeugende Metalle und ihre Verbindungen, erheblich abgesenkt oder neu abgeleitet. Beim Lichtbogenschweißen mit un-/niedriglegierten Schweißzusatz-werkstoffen entfaltet Mangan die größte Gefährdungswirkung. Manganoxid, als toxisch eingestufte Leitkomponente, kann beim Auftreten in hohen Konzentrationen Schleimhautreizungen hervorrufen und zu Lungenentzündungen führen. Bei chronischer Einwirkung besteht der Verdacht auf eine Schädigung des Nervensystems (auch als Manganismus bezeichnet, ähnlich Parkinson). Die Unternehmen des Stahlbausektor stehen daher vor großen Herausforderungen bei der Einhaltung der neuen arbeitsplatzbezogenen Schweißrauchgrenzwerte. Eine Reduktion der Manganemissionen direkt an der Entstehungsquelle, wie im Projekt angestrebt, wäre wirtschaftlich nachhaltiger, als immer wiederkehrende Neuinvestitionen in Lüftungs- und Absaugtechnik. Im Fokus des Projektes steht daher die Reduzierung von Manganemissionen durch Ent- bzw. Weiterentwicklung alternativer Mn-reduzierter Legierungskonzepte zum MAG-Schweißen. Hierfür wird eine In-Situ-Legierungsentwicklung in Verbindung mit einer Induktionsschmelzanlage genutzt, mit der Proben unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung unter der Prämisse sehr geringer Mn-Gehalte erzeugt und geprüft werden. Die erzeugten Proben werden metallographisch und mechanisch-technologisch untersucht. Hinzu kommen Untersuchungen zur Erstarrungsrissanfälligkeit und die Bestimmung von SZTU-Schaubildern für aussichtsreiche Legierungskonzepte.
Die Ergebnisse schaffen die Grundlagen zur späteren Herstellung manganarmer Drahtelektroden, die ein Einhalten der AGW ermöglichen und die die mechanisch-technologischen Mindestanforderungen an unlegierte ferritische Schweißgüter erfüllen sollen.

RedMAN - Reduction of manganese emissions during MAG welding of unalloyed structural steel through in-situ development of Mn-reduced alloy concepts

In recent years, the occupational exposure limit values (OELs) and assessment standards for welding/cutting, particularly for carcinogenic metals and their compounds, have been significantly reduced or newly derived. During arc welding with unalloyed/low-alloyed filler materials, manganese has the greatest hazardous effect. Manganese oxide, classified as a toxic lead component, can cause mucous membrane irritation and lead to pneumonia when present in high concentrations. Chronic exposure is suspected of causing damage to the nervous system (also known as manganism, similar to Parkinson's disease). Companies in the steel construction sector therefore face major challenges in complying with the new workplace-related welding fume limits. Reducing manganese emissions directly at the source, as the project aims to do, would be more economically sustainable than repeated new investments in ventilation and extraction technology. The project therefore focuses on reducing manganese emissions by developing and refining alternative Mn-reduced alloy concepts for MAG welding. For this purpose, an in-situ alloy development is used in conjunction with an induction melting system, with which samples of different chemical compositions are produced and tested under the premise of very low Mn contents. The samples produced are examined metallographically and mechanically. In addition, the susceptibility to solidification cracking and the determination of SZTU diagrams for promising alloy concepts are investigated.
The results create the basis for the subsequent production of low-manganese wire electrodes, which enable compliance with the AGW and which should meet the minimum mechanical-technological requirements for unalloyed ferritic weld metals.
This text was translated with DeepL on 18/12/2025