Bereiche

Seitenübersicht →

DE

Aluminium-Vierkantrohr — Gewichtsrechner

Rechteckrohr aus Aluminiumlegierung: 12 gängige Abmessungen mit der Masse je Meter und ein Rechner für das eigene Maß. Aluminium wiegt unter 35 % des Stahls gleichen Querschnitts.

Kurze Antwort

Die Masse eines Aluminium-Rechteckrohrs je Meter ist der Querschnitt mal die Dichte von 2,70 g/cm³, mit dem Querschnitt F = 2·t·(a + b − 2t). Beispiele je Meter: 20×20×2 — 0,39 kg, 40×40×3 — 1,20 kg, 60×40×3 — 1,52 kg, 60×60×3 — 1,85 kg, 80×80×4 — 3,28 kg. Dasselbe Rohr 60×40×3 aus Stahl wiegt 4,43 kg/m, Aluminium hat also 0,344 von dessen Masse. Die Tabelle mit 12 Größen steht weiter unten.

Gängige Maße und Masse je Meter

Aluminium, rechteckrohr: Masse aus Querschnitt und Dichte 2,70 g/cm³ gerechnet
Abmessung, mmQuerschnitt, mm²kg/m
15×15×21040,28
20×20×21440,39
25×25×21840,50
30×30×22240,60
40×20×22240,60
40×40×23040,82
40×40×34441,20
50×30×23040,82
50×50×35641,52
60×40×35641,52
60×60×36841,85
80×80×41 2163,28

Woher die Zahl kommt

Der Querschnitt ergibt sich als F = a·b − (a − 2t)·(b − 2t). Für 40×40×3 mm sind das 444 mm², was bei einer Dichte von 2,70 g/cm³ 1,20 kg/m ergibt.

Aluminium wird mit WIG am Wechselstrom oder mit Drahtvorschub und Aluminiumdraht geschweißt; die Oxidhaut schmilzt erst bei etwa 2050 °C, weit über dem Metall selbst, und muss unmittelbar vor dem Schweißen mit einer Edelstahlbürste herunter. Die Einzelheiten stehen unter Aluminium schweißen.

Anzeige

Masse eines Rechteckrohrs von Hand rechnen

Die Formel F = a·b − (a − 2t)·(b − 2t) zieht den hohlen Kern vom vollen Rechteck ab. Ausmultipliziert wird sie einfacher: F = 2·t·(a + b − 2t) — der Umfang in Wandmitte mal Wanddicke. Die zweite Form eignet sich besser zum Kopfrechnen.

Beispiel: Rechteckrohr 60×40×3, Stange 6 m.

  1. Querschnitt: 2 · 3 · (60 + 40 − 6) = 6 · 94 = 564 mm². Probe mit der ersten Formel: 2400 − 54·34 = 2400 − 1836 = 564 mm².
  2. Masse je Meter: 564 × 2,70 / 1000 = 1,523 kg/m.
  3. Stange 6 m: 1,523 × 6 = 9,14 kg. Ein Bund aus 20 Stangen hat rund 183 kg — gut zu wissen vor dem Abladen.

Die zweite Form zeigt auch, warum die Wand am meisten ausmacht: Ein 80×80×4 hat 1216 mm² und wiegt 3,283 kg/m, mit 2 mm Wand wöge es nur wenig mehr als die Hälfte. Außenmaße ändern die Masse linear, die Wand ebenfalls — sie ändert sich aber meist in ganzen Millimetern, was bei dünnen Profilen Dutzende Prozent bedeutet.

Aluminium- gegen Stahlrohr: was du wirklich sparst

Dasselbe 60×40×3 wiegt in Stahl 4,427 kg/m, in Aluminium 1,523 kg/m — 0,344 der Stahlmasse. Das Aluminiumrohr ist aber dreimal so biegeweich: Der Elastizitätsmodul von Aluminium beträgt 70 000 MPa, der von Stahl 210 000 MPa. Es gibt zwei Wege, das auszugleichen, mit sehr unterschiedlicher Masse:

  • Dickere Wand bei gleichen Außenmaßen. Die Steifigkeit eines dünnwandigen Profils wächst etwa proportional zur Wand, man bräuchte also die dreifache Wand. Die Masse läge fast bei der von Stahl (3 × 0,344 ≈ 1,03) — keine Ersparnis.
  • Größere Außenmaße bei gleicher Wand. Die Steifigkeit wächst mit der dritten Potenz der Abmessung, eine Vergrößerung um etwa das 1,44-Fache genügt. Die Masse liegt dann bei etwa der Hälfte des Stahls (1,44 × 0,344 ≈ 0,50).

Praktische Folgerung: Beim Wechsel von Stahl auf Aluminium im Rahmen das Profil größer wählen, nicht dicker. Das ist eine Rechnung auf Durchbiegung; die Tragfähigkeit tragender Bauteile rechnet der Tragwerksplaner nach EN 1999-1-1. Denselben Zusammenhang für Blech zeigt der Rechner für Aluminiumblech.

Aus welcher Legierung Rechteckrohre sind

Rechteckrohre sind Strangpressprofile, meist aus Legierungen der Reihe 6xxx. In der Dichtetabelle der Seite steht 6060 für Strangpressprofile und leichte Konstruktionen, 6082 für Konstruktionsprofile und Platten höherer Festigkeit; beide haben 2,70 g/cm³, die Tabelle oben gilt für sie also ohne Korrektur. Einen Unterschied macht erst eine Legierung außerhalb dieser Reihe: Ein 60×40×3 aus 7075 (2,81 g/cm³) wöge 1,585 kg/m, 4,1 % mehr — 7075 ist in der Tabelle aber als nicht schweißbar markiert und taugt nicht für geschweißte Rahmen.

Rechteckrohre schweißen: worauf achten

  • Dünne Wand und Durchbrennen. Rohre mit 2 mm Wand schweißt man meist WIG mit Wechselstrom; Aluminium leitet die Wärme schnell ab und überhitzt dann plötzlich, an der Ecke brennt man leicht durch.
  • Zusatz für 6xxx. Nach der Zusatzwerkstofftabelle der Seite verträgt ER 4043 Heißrisse auf 6xxx besser, ER 5356 gibt eine festere Naht und behält die Farbe nach dem Eloxieren, ist aber für Betrieb über 65 °C nicht empfohlen.
  • Oxid. Edelstahlbürste unmittelbar vor dem Schweißen, auch an der Innenseite der Kante, wenn auf Gehrung geschnitten.
  • Entfestigung neben der Naht. 6xxx-Legierungen verlieren in der Wärmeeinflusszone an Festigkeit — bei tragenden Konstruktionen berücksichtigt das die Planung.

Die ganze Technik — Strom, Gas, Vorbereitung — steht auf der Seite zum Aluminiumschweißen, alle Formen auf einmal rechnet der Aluminium-Gewichtsrechner. Rundrohre haben eine eigene Seite: Aluminiumrohr.

Typische Fehler beim Rechteckrohr

  • Innenmaß statt Außenmaß. Rechteckrohre werden mit Außenmaßen bezeichnet; 40×40×2 sind 40 mm außen, nicht lichte Weite.
  • Scharfe Ecken angenommen. Echte Rohre haben gerundete Ecken, ihr Querschnitt ist etwas kleiner als nach Formel — das Ergebnis liegt leicht darüber, was für die Kalkulation sicher ist.
  • Wand nach Augenmaß. Ein 40×40×3 wiegt fast das Anderthalbfache eines 40×40×2 (444 gegenüber 304 mm²); vor der Bestellung mit dem Messschieber messen.
  • Stahldichte im Rechner. Ein 2,91-fach zu hohes Ergebnis verrät, dass das Feld „Werkstoff“ auf Stahl stehen geblieben ist.

Häufige Fragen

Ändert die Legierung das Gewicht?

Kaum. Die Dichte von Aluminiumlegierungen liegt zwischen 2,66 und 2,80 g/cm³, im Handel rechnet man mit 2,70. Über eine ganze Palette ist der Unterschied kleiner als die Walztoleranz, für Angebot und Transport genügt 2,70.

Warum weicht das vom Gewicht beim Händler ab?

Weil die Maßtoleranz in beide Richtungen geht und Blech wie Profil selten genau das Nennmaß haben. Bei dünner Wand sind es einige Prozent — wer nach Tonnen bestellt, rechnet mit Zuschlag.

Warum wiegt ein Vierkantrohr 40×40×2 genauso viel wie ein 50×30×2?

Weil die Querschnittsfläche eines Rechteckrohrs vom Umfang und der Wand abhängt, nicht vom Seitenverhältnis: 2·t·(a + b − 2t). Beide haben 80 mm Seitensumme und 2 mm Wand, also beide 304 mm² und 0,821 kg/m. Sie unterscheiden sich in der Steifigkeit, nicht in der Masse.

Rechnet man ein Nutprofil mit derselben Formel?

Nein. Systemprofile haben Nuten, Kammern und Rippen, die keine Formel aus den Außenmaßen erfasst. Ihre Masse kommt aus dem Datenblatt des Herstellers oder aus der Querschnittsfläche A: kg/m = A[cm²] × 0,27.

Autor: , Schweißer und Metallbauer Aktualisiert:

Anzeige