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Kehlnaht berechnen: a-Maß, z-Maß und die richtige Nahtdicke

Was bedeuten a5 und z7 auf der Zeichnung? So rechnen Sie zwischen a-Maß und Schenkellänge um, welche Nahtdicke zur Blechdicke passt und warum eine zu dicke Naht teuer wird.

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Einleitung

Die Kehlnaht ist die häufigste Schweißnaht im Stahl- und Blechbau. Sie verbindet zwei Bleche, die im Winkel zueinander stehen, etwa ein Rippenblech auf einer Grundplatte. Auf der Zeichnung steht sie meist nur als kurzes Kürzel: a4, a5 oder z7. Dieser Artikel erklärt, was dahinter steckt und wie man die passende Nahtdicke findet.

Was ist das a-Maß einer Kehlnaht?

Das a-Maß ist die Nahtdicke. Es ist die Höhe des größten gleichschenkligen Dreiecks, das in den Nahtquerschnitt passt, gemessen vom Wurzelpunkt bis zur Nahtoberfläche. Das a-Maß bestimmt die Tragfähigkeit der Naht, deshalb rechnen Statiker damit.

Das z-Maß ist die Schenkellänge, also wie weit die Naht auf jedem Blech reicht. Es ist das Maß, das der Schweißer mit der Lehre am Bauteil direkt nachmessen kann.

Wie rechnet man zwischen a-Maß und z-Maß um?

Bei einer gleichschenkligen Kehlnaht an zwei Blechen im rechten Winkel gilt:

  • z = a × √2 ≈ a × 1,41
  • a = z ÷ √2 ≈ z × 0,71

Eine Naht a5 hat also eine Schenkellänge von rund 7 mm. Umgekehrt entspricht z7 einem a-Maß von etwa 5 mm. Auf Zeichnungen steht der Buchstabe immer vor der Zahl, damit klar ist, welches Maß gemeint ist.

Welche Nahtdicke passt zur Blechdicke?

Für unlegierte Baustähle haben sich zwei Faustregeln durchgesetzt, die auch in vielen Normen und Richtlinien stehen:

  • Obergrenze: a ≤ 0,7 × t min. Das a-Maß sollte höchstens 70 Prozent der Dicke des dünneren Blechs betragen. Eine dickere Naht trägt kaum mehr, bringt aber zu viel Wärme ins dünne Blech.
  • Untergrenze: a ≥ √t max − 0,5. Bei dicken Blechen braucht die Naht eine Mindestdicke, damit sie nicht zu schnell abkühlt und versprödet. Dazu kommt ein absolutes Minimum von 3 mm.

Ein Beispiel: Ein 8-mm-Blech wird auf eine 15-mm-Platte geschweißt.

  • Obergrenze: 0,7 × 8 = 5,6 mm
  • Untergrenze: √15 − 0,5 = 3,4 mm, also mindestens 3,4 mm

Ein a-Maß von 4 oder 5 mm liegt sicher im Bereich. Die tatsächlich nötige Dicke ergibt sich aus dem statischen Nachweis.

Unser Kehlnaht-Rechner rechnet a- und z-Maß um und zeigt den sinnvollen Bereich für jede Blechkombination.

Warum eine dickere Naht nicht automatisch besser ist

Die Querschnittsfläche einer gleichschenkligen Kehlnaht beträgt genau a². Das hat eine unangenehme Folge: Wer das a-Maß verdoppelt, braucht die vierfache Menge Schweißgut.

a-MaßQuerschnittSchweißgut pro Meter
a39 mm²ca. 0,07 kg
a525 mm²ca. 0,20 kg
a864 mm²ca. 0,50 kg

Die Werte gelten für Stahl mit 7,85 kg/dm³ und ohne Nahtüberhöhung. Wie man Gewichte aus Querschnitt und Dichte rechnet, zeigt der Artikel Stahlgewicht berechnen. Mit dem Schweißgut steigen die Schweißzeit, der Gasverbrauch und der Verzug. Eine Naht a8 statt a5 kostet also deutlich mehr als die Zahl vermuten lässt. Ab einer gewissen Dicke wird sie außerdem in mehreren Lagen geschweißt, was die Zeit weiter erhöht.

Wie wird die Kehlnaht auf der Zeichnung angegeben?

Die symbolische Darstellung regelt die ISO 2553. Das Kehlnahtsymbol ist ein kleines Dreieck an der Bezugslinie. Davor steht das Maß, zum Beispiel a5, dahinter bei unterbrochenen Nähten Anzahl und Länge der Einzelnähte.

Fehlt der Buchstabe und steht nur eine Zahl, ist nach der europäischen Darstellung das a-Maß gemeint. Wer sichergehen will, schreibt den Buchstaben immer dazu.

Was das für die Kalkulation bedeutet

Schweißzeit hängt direkt an Nahtlänge und Nahtdicke. In nurb44 hinterlegen Sie Schweißen als eigenen Arbeitsschritt mit Stundensatz, damit die Zeit im Angebot nicht untergeht. Wie das in der Praxis aussieht, zeigen wir Ihnen gern in einer persönlichen Demo.

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