a-Maß Schweißnaht berechnen

Die drei Maße an der Kehlnaht

An einer Kehlnaht werden regelmäßig drei verschiedene Maße genannt, und die Verwechslung ist eine der häufigsten Fehlerquellen beim Nachweis:

• a-Maß (Nahtdicke) — die Höhe des größten gleich- oder ungleichschenkligen Dreiecks (EN 1993-1-8 Abschnitt 4.5.2(1)), das sich in den Nahtquerschnitt einbeschreiben lässt, gemessen von der theoretischen Wurzel zur Nahtoberfläche. Dieses Maß geht in den Nachweis ein.
• z-Maß (Schenkellänge) — die Länge des Nahtschenkels an der Blechoberfläche. Sie ist am Bauteil leichter zu messen und wird deshalb häufig in Fertigungsunterlagen angegeben.
• Wurzelmaß — der Abstand von der Wurzel zur Nahtoberfläche einschließlich Einbrand. Es ist für die Beurteilung der Nahtausführung relevant, nicht für die Standardrechnung.

a-Maß berechnen: Umrechnung a ↔ z

Bei der gleichschenkligen Kehlnaht ist das Dreieck rechtwinklig und gleichschenklig; die Höhe auf der Hypotenuse ist damit das 1/√2-fache der Schenkellänge:

Die Umrechnung gilt für die gleichschenklige Naht. Bei ungleichschenkliger Ausführung ist das a-Maß aus der tatsächlichen Geometrie zu bestimmen — die 0,707 sind dann nicht anwendbar.

Mindest- und Höchstwerte

Für das a-Maß gibt es zwei Untergrenzen, die nichts miteinander zu tun haben:

• Rechnerisch — was der Nachweis verlangt. Ergibt sich aus der Nachweisbedingung, siehe unten.
• Fertigungstechnisch — eine untere Schranke, die verhindert, dass eine dünne Naht auf dickem Grundblech zu schnell abkühlt und aufhärtet. Sie wird in Abhängigkeit von der dickeren der verbundenen Blechdicken angegeben.

Nach oben begrenzt die dünnere der verbundenen Blechdicken das sinnvolle Maß: Eine Naht, die dicker ist als das Blech, das sie anschließt, bringt keine zusätzliche Tragfähigkeit mehr — das Versagen wandert dann ins Bauteil. Sie kostet dafür Zusatzwerkstoff, Schweißzeit und bringt mehr Wärmeeintrag und Verzug mit sich.

Die konkreten Zahlenwerte richten sich nach der anzuwendenden Norm und den Ausführungsvorgaben Ihres Projekts — sie sind dort nachzuschlagen und nicht aus einer Faustformel abzuleiten.

a-Maß aus der geforderten Tragfähigkeit

Der umgekehrte Weg ist im Entwurf der häufigere: Die Kraft steht fest, gesucht ist die Nahtdicke. Dazu stellt man die Nachweisbedingung nach der Nahtfläche um und teilt durch die wirksame Nahtlänge. Da nach EN 1993-1-8 zwei Bedingungen zu erfüllen sind, ergibt sich das erforderliche a-Maß aus der ungünstigeren.

Das Ergebnis wird anschließend auf ein herstellbares Maß aufgerundet — übliche Sprünge sind halbe oder ganze Millimeter — und gegen Mindest- und Höchstwert geprüft. Fällt das erforderliche Maß über die Obergrenze, ist nicht die Naht das Problem, sondern die Anschlussgeometrie: Dann braucht es eine größere Nahtlänge, eine andere Nahtform oder ein dickeres Blech.

Welches Maß gehört in welche Unterlage?

• Statische Berechnung — a-Maß, immer.
• Zeichnung und Fertigung — je nach Vorgabe a oder z, aber eindeutig gekennzeichnet. Ein z-Maß, das versehentlich als a gelesen wird, führt zu einer um rund 40 % überschätzten Tragfähigkeit.
• Prüfung am Bauteil — gemessen wird mit einer Schweißnahtlehre, die die Kehlnahtdicke (das a-Maß) direkt anzeigt (siehe nächster Abschnitt).

a-Maß messen: Schweißnahtlehren und ihr Messbereich

Am Bauteil wird die Kehlnahtdicke mit einer Schweißnahtlehre bestimmt. Welche Lehre passt, hängt von der Nahtform (flach, hohl oder gewölbt) und vom Messbereich ab. Das DVS-Merkblatt 0703 (März 2025) stellt die Lehren in Tabelle 2 gegenüber, darunter diese:

• Schweißnahtlehre mit 3 oder 4 Skalen — Messbereich 0 bis 15 mm, Ablesegenauigkeit 0,1 mm; Kehlnaht flach, hohl, gewölbt
• Schweißnahtlehre mit Nonius oder digitaler Anzeige — Messbereich 0 bis 20 mm, Ablesegenauigkeit 0,01 mm; Kehlnaht flach, hohl
• Universal-Schweißnahtlehre — Messbereich 0 bis 30 mm, Ablesegenauigkeit 0,1 mm; Kehlnaht flach, hohl, gewölbt
• Schweißnahtfächerlehre — Messbereich 3 bis 12 mm, Ablesegenauigkeit je nach Fächer; Kehlnaht flach, hohl

Diese Lehren sind laut Merkblatt für einen Kehlwinkel von 90° ausgelegt; für Kehlwinkel zwischen 70° und 110° führt es eine eigene Lehre. Die Lehre mit 3 oder 4 Skalen misst laut Merkblatt neben der Kehlnahtdicke gleich- und ungleichschenkliger Kehlnähte auch Kantenversatz und Nahtüberhöhung. Für das a-Maß zählt die Überhöhung trotzdem nicht mit (siehe Fragen unten).

So messen Sie das a-Maß an der fertigen Kehlnaht

1. Nahtform bestimmen. Flach, hohl oder gewölbt: Die Form entscheidet, welche Lehre aus der Liste oben zulässig ist (nicht jede Lehre ist für gewölbte Nähte vorgesehen).
2. Lehre am Kehlwinkel ansetzen. Die oben genannten Lehren sind für 90° ausgelegt; bei Winkeln zwischen 70° und 110° führt das Merkblatt eine eigene Lehre. Die Bedienung der einzelnen Skalen steht in der Anleitung des Lehrenherstellers.
3. a direkt ablesen. Die Lehre zeigt die Kehlnahtdicke, also das a-Maß, ohne Umrechnung. Die Nahtüberhöhung bleibt außer Ansatz.
4. Ersatzweg über das z-Maß. Messen Sie nur die Schenkellänge an der Blechoberfläche, rechnen Sie bei der gleichschenkligen Naht mit a = z / √2 ≈ 0,707 · z (z = 7 mm → a ≈ 4,9 mm). Bei ungleichschenkliger Naht gilt diese Umrechnung nicht.
5. Mit dem Sollwert vergleichen. Das gemessene a gehört neben das a-Maß aus Zeichnung und Berechnung; wie viele Stellen geprüft werden und welche Abweichung zulässig ist, legen die Ausführungsvorgaben und die anzuwendende Norm fest.

Häufige Fragen

Wie messe ich das a-Maß einer Kehlnaht?

Am fertigen Bauteil mit einer Schweißnahtlehre, die die Kehlnahtdicke (das a-Maß) direkt anzeigt. Die Lehre muss zur Nahtform (flach, hohl, gewölbt) und zum Kehlwinkel passen. Wer nur die Schenkellänge z misst, rechnet bei der gleichschenkligen Naht a = z / √2 ≈ 0,707 · z. Die Nahtüberhöhung zählt nicht zum a-Maß.

Was ist der Unterschied zwischen a-Maß und z-Maß?

Das a-Maß ist nach EN 1993-1-8 Abschnitt 4.5.2(1) die Höhe des größten gleich- oder ungleichschenkligen Dreiecks, das sich in den Nahtquerschnitt einbeschreiben lässt — gemessen von der theoretischen Wurzel zur Nahtoberfläche. Das z-Maß ist die Schenkellänge an der Blechoberfläche. Bei einer gleichschenkligen Kehlnaht gilt a = 0,707 · z beziehungsweise z = 1,414 · a. In den Nachweis geht immer das a-Maß ein.

Zählt die Nahtüberhöhung zum a-Maß?

Nein. Maßgeblich ist das einbeschriebene Dreieck; überstehendes Schweißgut bleibt außer Ansatz. Wer die sichtbare Außenkontur misst und daraus rechnet, überschätzt die Tragfähigkeit.

Wie groß muss das a-Maß mindestens sein?

Es gibt zwei Untergrenzen: eine rechnerische aus dem Nachweis und eine fertigungstechnische. Letztere soll verhindern, dass die Naht bei dickem Grundblech zu schnell abkühlt und aufhärtet; sie wird üblicherweise in Abhängigkeit von der dickeren der verbundenen Blechdicken angegeben. Maßgeblich sind die Angaben der anzuwendenden Norm und der Ausführungsvorgaben.

Gibt es auch eine Obergrenze?

Ja, bezogen auf die dünnere der verbundenen Blechdicken. Eine Naht, die dicker ist als das Blech, das sie anschließt, bringt keine zusätzliche Tragfähigkeit — die Grenze liegt beim Bauteil, nicht bei der Naht. Sie kostet dafür Zusatzwerkstoff, Zeit und bringt mehr Wärmeeintrag und Verzug mit sich.

Wie leite ich das a-Maß aus einer geforderten Tragfähigkeit ab?

Sie stellen die Nachweisbedingung nach A_w um und teilen durch die wirksame Nahtlänge. Da beide Nachweisbedingungen der EN 1993-1-8 zu prüfen sind, ergibt sich das erforderliche a-Maß aus der ungünstigeren der beiden. Anschließend wird auf ein herstellbares Maß aufgerundet und gegen die Mindest- und Höchstwerte geprüft.