Klebeverbindungen auslegen oder schweißen Entscheidungshilfe für Konstrukteure

Das Wichtigste auf einen Blick

Kleben trägt Lasten flächig ein, Schweißen bündelt sie in der Naht.
RichtwerteBlech unter 3 mm und Fügeflächen über 100 Quadratzentimeter sprechen für das Kleben, lange Nähte an dickem Stahl für das Schweißen.
Dauerhaft belastbar sind Polyurethan bis etwa 80 Grad Celsius, Epoxid bis rund 120 Grad, Hochtemperaturklebstoffe bis 200 Grad.
Kosten netto je QuadratzentimeterKleben 0,10 bis 0,50 Euro, Schweißen 0,20 bis 0,80 Euro.
DIN 2304-1 regelt Klebprozesse, DIN EN 1090-2 und DIN EN ISO 3834 regeln Schweißbetriebe.

Entscheidungskriterien im Direktvergleich

Sechs Kriterien entscheiden in der Praxis. Wer sie vor der Auslegung durchgeht, begründet die Verfahrenswahl nachvollziehbar.

Kleben oder Schweißen: Kriterien

Kleben

Blechdicke: 0,5–3 mm
Fügefläche: ab 100 cm² flächig
Werkstoffe: Mischbau, CFK, Al/Stahl
Dauerlast: 80/120/200 °C
Nachweis: DIN 2304-1
Kosten netto: 0,10–0,50 €/cm²

Schweißen

Blechdicke: ab 3 mm
Fügefläche: kurze/lange Naht
Werkstoffe: artgleiche Metalle
Dauerlast: Grundwerkstoff
Nachweis: DIN EN 1090-2
Kosten netto: 0,20–0,80 €/cm²

Kleben

Blechdicke: 0,5 bis 3 mm
Fügefläche: ab etwa 100 cm² flächig
Werkstoffe: Mischbau, CFK, Aluminium auf Stahl
Dauerlast: bis 80, 120 oder 200 Grad Celsius
Nachweis: DIN 2304-1, Prüfplan
Kosten netto: 0,10 bis 0,50 Euro je cm²

Schweißen

Blechdicke: ab 3 mm
Fügefläche: kurze oder lange Naht
Werkstoffe: artgleiche Metalle
Dauerlast: folgt dem Grundwerkstoff
Nachweis: DIN EN 1090-2, Schweißerprüfung
Kosten netto: 0,20 bis 0,80 Euro je cm²

Die Tabelle ersetzt keine Rechnung. Sie zeigt, an welcher Stelle ein Kriterium die Entscheidung kippt.

In vier Schritten zur Verfahrenswahl

Fügefläche und Blechdicke prüfen. Blech unter 3 mm, Fläche über 100 cm² und keine durchgehende Naht: Kleben auslegen.
Werkstoffpaarung prüfen. Artgleicher Baustahl mit Nahtlänge über 100 mm: Schweißen vorsehen. CFK, Mischbau oder Aluminium auf Stahl: Kleben.
Temperatur prüfen. Betriebstemperatur über 150 Grad Celsius oder Lacktrocknung bei 180 Grad: Schweißen, sonst Klebstoff mit 200-Grad-Eignung.
Stückzahl prüfen. Kleine Serien mit wechselnden BauteilenKleben. Gleichbleibende lange Nähte in hoher Stückzahl: automatisierte Schweißanlage.

Bleibt ein Schritt unentschieden, führt die Hybridverbindung weiter. Punktschweißen, Nieten oder Clinchen fixieren die Fügeteile, der Klebstoff verteilt die Last.

Festigkeit, Temperatur und Werkstoffe

Schweißen erzeugt eine stoffschlüssige Verbindung, die bei Baustahl die Festigkeit des Grundwerkstoffs erreicht. Kerben am Nahtübergang und Eigenspannungen bleiben. Verzug und Schrumpfung sind konstruktiv einzuplanen.

Kleben überträgt Kräfte flächig. Zugscherfestigkeiten liegen je nach Klebstoff, Schichtdicke und Vorbehandlung im zweistelligen Bereich von Newton pro Quadratmillimeter. Spannungsspitzen an Bohrungen und Blechrändern verteilen sich über die Klebfläche.

Kritisch bleiben Schälkräfte, deshalb vermeidet die Auslegung Lasten senkrecht zur Fuge. Kennwerte für Konstruktionsklebstoffe bündelt Produktdaten von Henkel Loctite; vergleichbare Systeme führt 3M mit Scotch-Weld.

Die Einsatztemperatur trennt beide Verfahren. Schweißnähte folgen dem Grundwerkstoff. Im Automobilbau läuft die kathodische Tauchlackierung bei 150 bis 200 Grad Celsius, dort greift nur ein hitzebeständiger Klebstoff oder eine Fügefolge nach dem Lackieren.

Normen und Nachweise

Kleben ist geregelt, aber aufwendiger nachzuweisen. DIN 2304-1 fordert ein Qualitätsmanagementsystem für Klebprozesse, stuft Verbindungen nach Sicherheitsanforderungen ein und legt Prüfumfang, Personalqualifikation und Dokumentation fest. Schienenfahrzeuge werden nach DIN 6701 bewertet.

Für Schweißbetriebe gelten DIN EN 1090-2 für Stahltragwerke und DIN EN ISO 3834 für die Qualitätssicherung, Schweißer benötigen Prüfungen nach DIN EN ISO 9606-1. Der DVS veröffentlicht Richtlinien zu beiden Verfahren. Einen Überblick über Normen und Standards bietet das Deutsche Institut für Normung. Was eine DIN-Norm ist und wie sie entsteht, erklärt das DIN-Portal zu DIN-Normen.

Kostenvergleich mit Beispielrechnung

Beim Schweißen zählen Nahtlänge, Zeit, Nacharbeit und Prüfung, beim Kleben Fläche, Vorbehandlung, Dosierung und Aushärtung. Für den Vergleich werden beide Verfahren auf die Fügefläche umgerechnet, alle Beträge netto.

Beispielrechnung für 100 Quadratzentimeter Fügefläche:

10EuroKleben
100xSchweißen

Die Stückzahl verschiebt das Bild. Kleine Serien belasten das Kleben durch Vorrichtungen und Prüfaufbau, automatisierte Schweißanlagen rechnen sich erst bei hohen Stückzahlen. Große Flächen mit kurzer Naht bleiben ein Fall für den Klebstoff. Eindeutige Prüfvorgaben verkürzen die Abstimmung mit Kunden, hier liegt der Nutzen der Normung für die Wirtschaft.

Häufige Fragen

Wann ist Kleben die bessere Wahl?

Bei Blechdicken unter 3 mm, Fügeflächen über 100 Quadratzentimetern, Mischbauweise und temperaturempfindlichen Bauteilen. Auch Dichtigkeit und elektrische Isolierung sprechen dafür.

Wie heiß darf eine Klebeverbindung werden?

Das Datenblatt entscheidet. Polyurethan trägt dauerhaft meist bis 80 Grad Celsius, Epoxid bis etwa 120 Grad, Hochtemperaturklebstoffe bis 200 Grad. Dauer- und Spitzenwerte sind getrennt zu prüfen.

Welche Norm gilt für welche Verbindung?

DIN 2304-1 für Klebprozesse, DIN 6701 für Schienenfahrzeuge, DIN EN 1090-2 für Stahltragwerke, DIN EN ISO 3834 für Schweißbetriebe.

Wann rechnet sich das Schweißen?

Bei langen Nähten an Stahlbauteilen über 3 mm Dicke und Betriebstemperaturen über 150 Grad Celsius. Dort liefert die Naht Grundwerkstofffestigkeit.

Wie wirkt sich die Stückzahl aus?

Kleine Serien mit wechselnden Bauteilen bevorzugen das Kleben, weil Vorrichtungen günstiger sind als eine Schweißzelle. Bei gleichbleibender langer Naht in hoher Stückzahl kippt die Rechnung zur Schweißanlage.