Fügeverfahren vergleichen Schweißen oder Kleben für Metallkonstruktionen

Das Wichtigste auf einen Blick

Festigkeit und Belastungsart

Eine Schweißnaht aus Baustahl S235JR erreicht die Zugfestigkeit des Grundwerkstoffs, also rund 360 bis 510 Megapascal, bei einer Streckgrenze von 235 Megapascal. Konstruktionsklebstoffe auf Epoxidharz- oder Methylmethacrylatbasis erreichen im Zugscherversuch nach DIN EN 1465 je nach Werkstoff und Vorbehandlung Werte zwischen 8 und 30 Megapascal. Die Schweißnaht überträgt Kraft linienförmig, während der Klebstoff sie flächig verteilt.

Daraus folgen unterschiedliche Einsatzgrenzen. Schälende und spaltende Lasten, wie sie an Konsolen oder Hebelarmen auftreten, greifen die Klebfuge senkrecht an und wirken dort ungünstig. Punktuell eingeleitete Kräfte bleiben deshalb Aufgabe des Schweißens. Flächig eingeleitete Kräfte, etwa bei Versteifungsblechen oder Sandwichelementen, sind die Stärke des Klebens.

Bei Blechdicken unter zwei Millimetern verzieht der Wärmeeintrag das Bauteil, Kleben bleibt formtreu. Mischbauweisen aus Aluminium und Stahl lassen sich kleben, aber nicht schmelzschweißen. Umgekehrt verlangt Kleben definierte Oberflächen, weil Öl, Zunder und Feuchtigkeit die Haftung mindern.

Ein weiteres Kriterium ist die Schwingfestigkeit. Schweißnähte bilden Kerben, an denen Ermüdungsrisse starten, weshalb Bemessungskonzepte für geschweißte Details eigene Kerbfälle führen. Geklebte Verbindungen haben keine Schmelzlinie und verteilen die Last gleichmäßiger, doch Feuchte und Temperatur greifen den Klebstoff an. Dauerhaftigkeit muss deshalb über Alterungsprüfungen belegt werden.

Normen, Prüfungen und Nachweise

Für geschweißte Stahltragwerke gilt DIN EN 1090-2 mit Anforderungen an Ausführung, Schweißaufsicht und Dokumentation. Schweißer weisen ihre Eignung über eine Prüfbescheinigung nach DIN EN ISO 9606-1 nach, das Verfahren wird mit einer Verfahrensprüfung nach DIN EN ISO 15614-1 qualifiziert. Genormte Prüfungen machen Ergebnisse vergleichbar und senken Nacharbeit, worauf das Deutsche Institut für Normung beim Nutzen der Normung für die Wirtschaft verweist.

Für die Zeichnung gilt DIN EN ISO 2553, die Schweißnähte mit Symbolen, Nahtart und Abmessung eindeutig beschreibt. Schweißzusätze sind in Normen wie DIN EN ISO 14341 erfasst, Angaben zu Drahtelektroden und Schweißgut gehören in die Schweißanweisung.

Auf der Klebseite regelt DIN 2304 den Klebprozess, die Auswahl des Klebstoffs, die Personalqualifikation und die wiederkehrende Kontrolle. DIN 2304 stuft Klebprozesse nach der Sicherheitsrelevanz der Verbindung ein. Daraus folgen Anforderungen an Personal, Arbeitsanweisungen und Prüfungen, die über die reine Werkstoffauswahl hinausgehen.

Im Schienenfahrzeugbau kommt DIN 6701 hinzu und teilt Klebverbindungen in vier Klassen ein. Der Zugscherversuch nach DIN EN 1465 liefert die Kennwerte, mit denen Konstrukteure rechnen. Beide Verfahren verlangen dokumentierte Prozesse statt einmalig geprüfter Musterteile.

Arbeitssicherheit betrifft beide Wege. Schweißrauch und Klebstoffdämpfe sind Gefahrstoffe, die Betriebssicherheitsverordnung verlangt eine Gefährdungsbeurteilung für die verwendeten Arbeitsmittel und daraus abgeleitete Schutzmaßnahmen. Bei Klebprozessen gehören Lagerung, Topfzeit und Härtungstemperatur in diese Betrachtung.

Kosten und Rechenbeispiel

Wer Fügeverfahren vergleichen will, kommt an Festigkeit, Normen und Kosten je Nahtlänge nicht vorbei. Die Fügekosten hängen an der Nahtlänge, nicht an der Bauteilfläche. Als Richtwerte gelten 0,20 Euro pro Zentimeter Schweißnaht und 0,10 Euro pro Zentimeter Klebnaht, jeweils netto. Der Klebstoff selbst ist teurer als Schweißdraht, der Arbeitsanteil fällt geringer aus.

Neben dem Satz je Zentimeter zählen Rüstzeit, Prüfaufwand und Ausschuss. Beim Kleben fallen Kosten für Reinigung, Strahlen und Primer an, beim Schweißen für Nacharbeit, Richtarbeiten und Wärmebehandlung. Eine Vorrichtung für gleichbleibende Klebfugen kostet einmalig, danach sinken die Stückkosten.

Rechenbeispiel für 2.500 Zentimeter Nahtlänge

Die 250 Euro netto Differenz gelten nur für den Fügevorgang bei gleicher Nahtlänge. Wer Vorbehandlung, Primer, Vorrichtungen und Qualifikationsnachweise mitrechnet, kommt bei kleinen Stückzahlen auf ähnliche Summen. Mit steigender Stückzahl wächst der Vorteil des Klebens, bei sehr dicken Querschnitten bleibt das Schweißen günstiger.

Klebstoffe, Zusatzwerkstoffe und Anbieter

Konstruktionsklebstoffe für Metall liefern Henkel unter der Marke Loctite, 3M mit Scotch-Weld, Huntsman mit Araldite, außerdem Delo, Permabond, Sika und Weicon. Das Produktportfolio von Loctite führt Epoxidharze, Acrylate und Schraubensicherungen mit technischen Daten zu Festigkeit, Topfzeit und Härtung.

Beim Schweißen kommen Zusatzwerkstoffe von ESAB, Lincoln Electric und voestalpine Böhler Welding zum Einsatz, Anlagen von Fronius, Cloos und EWM. Für die Auswahl zählt die Kennwerttabelle: Zugscherfestigkeit, Bruchdehnung, Temperaturbeständigkeit und Alterungsverhalten. Epoxidharze halten dauerhaft bis etwa 120 Grad Celsius, Methylmethacrylate bis rund 150 Grad Celsius, Schweißnähte folgen dem Grundwerkstoff. Oberhalb dieser Bereiche bleibt das Schmelzschweißen die Regel.

Häufige Fragen

Wann ist Kleben dem Schweißen überlegen?

Bei dünnen Blechen, Mischbauweisen aus unterschiedlichen Metallen, sichtbaren Flächen und flächig eingeleiteten Lasten. Punktuelle Lasten und hohe Temperaturen bleiben beim Schweißen.

Welche Normen gelten für geklebte Metallkonstruktionen?

DIN 2304 regelt Prozess, Personal und Prüfplan, DIN EN 1465 liefert den Zugscherversuch als Kennwertprüfung. Im Schienenfahrzeugbau gilt zusätzlich DIN 6701.

Was kostet ein Zentimeter Naht?

Als Richtwert 0,20 Euro je Zentimeter Schweißnaht und 0,10 Euro je Zentimeter Klebnaht, netto und ohne Vorbehandlung.

Muss Kleben in die Gefährdungsbeurteilung?

Ja. Die Betriebssicherheitsverordnung verlangt die Beurteilung der Arbeitsmittel. Bei Klebstoffen kommen Lagerung, Topfzeit und Lüftung hinzu, beim Schweißen der Schweißrauch.

Woran erkenne ich, ob eine Konstruktion geklebt werden darf?

An Lastart, Temperatur und Oberflächenvorbehandlung. Flächige Lasten unterhalb der Temperaturgrenze des Klebstoffs lassen sich rechnen, punktuelle Lasten gehören geschweißt.

Zum Weiterlesen: Digitalisierung im Bauwesen Dialog-Veranstaltung am 17. und 18. November 2026 (din.de).