Die Kehlnaht ist die häufigste Schweißnaht im Metallbau und gleichzeitig eine der meistmissverstandenen. Besonders häufig werden a-Maß und z-Maß verwechselt, was schnell zu unterdimensionierten und nicht normgerechten Schweißnähten führt.
Das Wichtigste in Kürze
- a-Maß ist die Nahtdicke, z-Maß die Schenkellänge. Beides ist nicht dasselbe.
- Umrechnung: a = 0,7 × z bzw. z = 1,4 × a.
- Die Nahtdicke sollte etwa 0,7 × der Dicke des dünneren Bauteils nicht überschreiten.
- Der Brennerwinkel beträgt etwa 45° zur Ecke, leicht zum stehenden Blech geneigt.
- Ungleiche Schenkellängen sind der häufigste Ausführungsfehler.
a-Maß und z-Maß: der entscheidende Unterschied
Bei einer Kehlnaht am T-Stoß entsteht zwischen den beiden Bauteilen ein rechter Winkel.
Im Nahtquerschnitt lässt sich ein gleichschenkliges Dreieck einzeichnen.
Schenkellänge (z-Maß)
Die Schenkellänge beschreibt:
- Die Länge der Nahtanlagefläche auf beiden Bauteilen
- Die Katheten des gedachten Dreiecks
Nahtdicke (a-Maß)
Die Nahtdicke beschreibt:
- Die Höhe des Dreiecks
- Die tragende Querschnittsdicke der Schweißnaht
Das a-Maß ist die für die Festigkeit relevante Größe.
Umrechnung
Da die Kehlnaht auf einem 45°-Dreieck basiert, gilt:
a = 0,7 × z
z = 1,4 × a
Beispiele
| Zeichnungsangabe | Entspricht ungefähr |
|---|---|
| a3 | z ≈ 4,2 mm |
| a4 | z ≈ 5,6 mm |
| a5 | z ≈ 7 mm |
| a6 | z ≈ 8,5 mm |
| a7 | z ≈ 10 mm |
| a8 | z ≈ 11,3 mm |
Der häufigste Fehler
Wird auf der Zeichnung a5 gefordert und lediglich eine Schenkellänge von 5 mm geschweißt, entsteht tatsächlich nur etwa:
a3,5
Das bedeutet rund 30 % weniger tragenden Nahtquerschnitt.
Bei tragenden Konstruktionen ist das ein echter Mangel und keine Kleinigkeit.
Kennzeichnung in Zeichnungen
Die Kennzeichnung erfolgt nach DIN EN ISO 2553.
Merksatz:
- a = Nahtdicke
- z = Schenkellänge
Vor Beginn der Arbeiten immer prüfen, welche Angabe tatsächlich gefordert wird.
Wie dick darf eine Kehlnaht sein?
Obergrenze
Als allgemeine Praxisregel gilt:
a ≤ 0,7 × Dicke des dünneren Bauteils
Eine größere Kehlnaht bringt meist:
- Mehr Wärme
- Mehr Verzug
- Mehr Zusatzwerkstoff
- Höhere Kosten
aber keinen nennenswerten Festigkeitsgewinn.
Untergrenze
Zu kleine Schweißnähte auf dicken Bauteilen können:
- Zu schnell abkühlen
- Härter werden
- Rissanfälliger sein
In vielen Anwendungen liegen Mindestwerte bei etwa:
- a3 oder größer
Wichtig für tragende Konstruktionen
Bei Konstruktionen nach:
- DIN EN 1090
- Statischen Berechnungen
- Schweißanweisungen (WPS)
werden die erforderlichen Nahtgrößen vorgegeben.
Diese Werte dürfen nicht frei gewählt werden.
Nahtformen: flach, wölbig oder hohl
Flachnaht
Die Standardausführung.
Vorteile:
- Gleichmäßige Spannungsverteilung
- Gute Messbarkeit
- Normgerechte Ausführung
Wölbnaht
Die Naht steht nach außen über.
Probleme:
- Mehr Schweißgut
- Höhere Wärmeeinbringung
- Kerbwirkung bei starker Überhöhung
Mehr Naht bedeutet nicht automatisch mehr Festigkeit.
Hohlnaht
Die Nahtoberfläche ist nach innen eingezogen.
Das Problem:
Die tatsächliche Nahtdicke ist kleiner als sie optisch erscheint.
Wichtig
Gemessen wird immer:
Die kleinste vorhandene Nahtdicke
Nicht die größte Schenkellänge.
Eine optisch große Naht kann deshalb trotzdem unterdimensioniert sein.
Kontrolle mit der Kehlnahtlehre
Eine Kehlnahtlehre gehört in jede Werkstatt.
Vorteile:
- Schnelle Kontrolle des a-Maßes
- Sichere Nachmessung
- Vermeidung teurer Fehler
Einlagig oder mehrlagig?
Einlagige Kehlnaht
Bei MIG/MAG meist problemlos möglich bis etwa:
- a5
- a6
Mehrlagige Kehlnaht
Bei größeren Nahtdicken sollte mehrlagig gearbeitet werden.
Typischer Aufbau
1. Wurzellage
- Reduzierte Leistung
- Saubere Einbindung in die Kehlwurzel
2. Fülllagen
- Schmale Lagen
- Vorherige Lage vollständig anschmelzen
3. Decklage
- Gleichmäßiges Erscheinungsbild
- Flache Übergänge
Zwischenreinigung
Zwischen den Lagen:
- Schlacke entfernen
- Spritzer entfernen
- Temperatur kontrollieren
Besonders bei Edelstahl zwingend erforderlich.
Brennerführung
Winkel zur Kehle
Der Brenner wird etwa:
45° zur Ecke
geführt.
Zusätzlich leicht zur stehenden Flanke neigen.
Warum zur stehenden Flanke?
Das liegende Bauteil nimmt Wärme oft schneller auf.
Wer exakt in die Ecke schweißt, riskiert:
- Gute Verschmelzung am unteren Blech
- Schlechte Verschmelzung am stehenden Blech
Ergebnis:
Bindefehler an der kritischsten Stelle
Anstellwinkel in Schweißrichtung
Empfohlen:
10 bis 20° schleppend
Der Brenner zeigt dabei leicht entgegen der Schweißrichtung.
Vorteile:
- Tieferer Einbrand
- Bessere Gasabdeckung
- Ruhigeres Schmelzbad
Ungleiche Materialstärken
Bei unterschiedlichen Blechdicken:
- Lichtbogen etwas stärker auf das dickere Teil richten
Dort wird mehr Wärme benötigt.
Freie Drahtlänge
Kurz halten.
Ein zu großer Abstand führt zu:
- Schlechter Gasabdeckung
- Flachem Einbrand
- Schlechter Nahtqualität
Heften und Schweißreihenfolge
Heften
Heftstellen sollten:
- Ausreichend fest
- Möglichst kurz
ausgeführt werden.
Heftpunkte anschleifen
Vor dem Überschweißen:
- Heftstellen säubern
- Übergänge glätten
Andernfalls entstehen häufig:
- Bindefehler
- Einschlüsse
Beidseitige Kehlnähte
Nicht erst eine Seite komplett fertig schweißen.
Besser:
Wechselseitig arbeiten
Dadurch wird Verzug reduziert.
Lange Nähte
Für lange Verbindungen empfiehlt sich das:
Pilgerschrittverfahren
Endkrater vermeiden
Anfang und Ende sorgfältig ausführen:
- Anfang überfahren
- Endkrater auffüllen
- Kein Loch am Nahtende zurücklassen
Unterbrochene Kehlnähte
Unterbrochene Kehlnähte sparen:
- Zeit
- Material
- Wärmeeinbringung
Nachteile
In feuchten oder korrosiven Umgebungen können die Zwischenräume:
- Wasser sammeln
- Spaltkorrosion verursachen
Deshalb sollten Außenbauteile und Feuchtbereiche meist:
Durchgehend verschweißt werden
Auch bei dynamischer Belastung sind unterbrochene Nähte kritisch.
Typische Kehlnahtfehler
| Fehler | Ursache | Abhilfe |
|---|---|---|
| Ungleiche Schenkellängen | Falscher Brennerwinkel | Mehr zur stehenden Flanke neigen |
| Bindefehler am stehenden Blech | Zu wenig Leistung oder falscher Winkel | Leistung erhöhen und Flanke gezielt anschmelzen |
| Einbrandkerbe | Zu viel Leistung oder zu hohe Geschwindigkeit | Leistung reduzieren |
| Hohlnaht | Zu hohe Spannung oder zu schnelles Schweißen | Spannung reduzieren |
| Wurzel nicht erfasst | Zu großer Abstand oder falsche Brennerführung | Tiefer in die Kehle arbeiten |
| Naht zu klein trotz guter Optik | Verwechslung von a- und z-Maß | Mit Kehlnahtlehre prüfen |
| Starke Nahtüberhöhung | Zu langsam oder zu viel Draht | Geschwindigkeit erhöhen |
Steig- und Fallnähte bei Kehlnähten
PF – Steigende Kehlnaht
Senkrecht von unten nach oben.
Vorteile:
- Sicherer Einbrand
- Gute Tragfähigkeit
- Hohe Verbindungsqualität
Typische Bewegungen:
- Dreieck
- Halbmond
An den Flanken kurz verweilen.
PG – Fallende Kehlnaht
Senkrecht von oben nach unten.
Vorteile:
- Schnell
- Saubere Optik
Nachteile:
- Schmelzbad läuft voraus
- Höheres Risiko für Bindefehler
Für tragende MIG/MAG-Kehlnähte meist nicht die bevorzugte Lösung.
Häufige Fragen
Was bedeutet a5 genau?
Eine Kehlnaht mit:
- 5 mm Nahtdicke
Das entspricht etwa:
- 7 mm Schenkellänge
Wie messe ich das a-Maß?
Mit einer Kehlnahtlehre.
Sie zeigt die tatsächliche Nahtdicke direkt an.
Nach Augenmaß wird die Naht häufig zu klein eingeschätzt.
Darf die Naht dicker sein als gefordert?
Leicht über dem Sollmaß ist meist unkritisch.
Deutliche Überdimensionierungen erzeugen jedoch:
- Mehr Wärmeeintrag
- Mehr Verzug
- Höhere Kosten
Bei nachweispflichtigen Konstruktionen kann auch eine zu große Naht beanstandet werden.
Kann ich a8 einlagig schweißen?
Theoretisch mit hoher Leistung in Wannenlage möglich.
Praktisch sinnvoller:
Ab etwa a6 mehrlagig schweißen.
Muss ich Heftstellen anschleifen?
Ja.
Heftstellen können sonst Ausgangspunkt für:
- Bindefehler
- Schlackeneinschlüsse
- Nahtunregelmäßigkeiten
sein.
Passendes Zubehör
Kehlnahtlehren, Magnetwinkel, Spannmittel und Schweißtische helfen dabei, Kehlnähte reproduzierbar und maßhaltig auszuführen.
Wenn du Fragen zu a-Maß, Nahtausführung oder Schweißzeichnungen hast, melde dich gerne bei uns – wir beraten aus Stuhr bei Bremen.
