Schweißnaht berechnen

Berechnen Sie die Tragfähigkeit einer Schweißnaht (Kehlnaht oder Stumpfnaht) sowie die geschätzten Schweißkosten.

Haftungsausschluss

Nur eine Schätzung — lassen Sie die Berechnung von einem zugelassenen Statiker oder nach den örtlichen Bauvorschriften prüfen, bevor Sie bauen.

Schweißnahtrechner: Tragfähigkeit von Kehl- und Stumpfnähten

Dieser Schweißnahtrechner schätzt die Tragfähigkeit einer Kehl- oder Stumpfnaht aus der Schenkellänge (bzw. der Nahtdicke), der Nahtlänge und der Zug- oder Scherfestigkeit des Grundwerkstoffs, nach klassischen Festigkeitsformeln für sechs Nahttypen: einseitige und beidseitige Querkehlnaht, Flankenkehlnaht, kombinierte Naht sowie einseitige und beidseitige Stumpfnaht. Für US-amerikanische Stahlbauarbeiten steht zusätzlich eine Prüfung nach AWS D1.1 zur Verfügung. Der Rechner dient als schnelle Vorbemessung und Plausibilitätsprüfung — er ersetzt nicht die Freigabe einer realen Naht durch einen zertifizierten Schweißer oder Statiker.

So verwenden Sie den Schweißnahtrechner

  1. Wählen Sie den Nahttyp, der zu Ihrer Verbindung passt — einseitige oder beidseitige Querkehlnaht, Flankenkehlnaht, kombinierte Naht oder einseitige/beidseitige Stumpfnaht — sowie die Berechnungsgrundlage (generische Festigkeitslehre oder AWS D1.1 für US-Stahlbau).
  2. Geben Sie die Schenkellänge (Kehlnaht) oder Nahtdicke (Stumpfnaht) sowie die Nahtlänge ein.
  3. Geben Sie Zug- und Scherfestigkeit des Grundwerkstoffs ein, oder wählen Sie eine Materialvorlage wie Baustahl A36, Baustahl 350 MPa, Edelstahl 304 oder Aluminium 6061-T6.
  4. Lesen Sie die berechnete Tragfähigkeit in Newton (bzw. kN) ab und vergleichen Sie sie mit der tatsächlich zu übertragenden Last.

So wird die Tragfähigkeit berechnet

Für eine einseitige Querkehlnaht gilt P = 0,707 x a x sigma x l, wobei a die Schenkellänge, sigma die Zugfestigkeit des Grundwerkstoffs und l die Nahtlänge ist — der Faktor 0,707 (sin 45°) rechnet die Schenkellänge in die wirksame Nahtdicke um. Bei einer beidseitigen Querkehlnaht verdoppelt sich dieser Wert; Flankenkehlnähte nutzen dieselbe Fläche 0,707 x a x l, jedoch mit der Scherfestigkeit (tau) des Werkstoffs; Stumpfnähte rechnen direkt mit der Nahtdicke: P = t x l x sigma.

Rechenbeispiel: eine 8 mm starke Kehlnaht, 100 mm lang, an Baustahl A36 (Zugfestigkeit rund 400 MPa): P = 0,707 x 0,008 x 400.000.000 x 0,1, also rund 226.000 N (226 kN). Nach AWS D1.1 wird dieselbe Naht mit einer zulässigen Spannung von 0,30 x 400 MPa = 120 MPa statt des vollen Zugfestigkeitswerts geprüft, was eine geringere, sicherheitsfaktorierte Tragfähigkeit ergibt.

Tipps

Dieser Rechner prüft die Tragfähigkeit, nicht den Verbrauch an Schweißdraht oder -elektroden — für den Materialbedarf sollten Sie den Metallbaubetrieb gesondert nach Naht und Lagenzahl kalkulieren lassen.

Planen Sie Reserve für Heftschweißungen, Nacharbeit und Mehrlagennähte ein: Die tatsächlich gemessene Nahtdicke ist an realen Nähten oft kleiner als die nominale Schenkellänge dieser Formel — das Ergebnis ist daher eher eine Obergrenze.

In Österreich kostet die Prüfung oder Ausführung einer Kehl- oder Stumpfnaht wie im 226-kN-Rechenbeispiel oben durch einen Schweißer üblicherweise €144-€575 pro Einsatz, je nach Zugänglichkeit und Nahtkomplexität.