Blechdicken-Tabelle nach Gauge: Werkstoff und Norm

Eine Blechdicken-Tabelle rechnet eine Gauge-Nummer in die tatsächliche Dicke eines Blechs aus einem bestimmten Werkstoff um. Gauge folgt einer umgekehrten Skala, eine niedrigere Nummer bedeutet also ein dickeres Blech. Dieselbe Nummer entspricht bei Stahl, Edelstahl, Aluminium und verzinktem Blech einer anderen Dicke.

Bei Gauge 16 ist Edelstahl fast ein Viertel dicker als Aluminium. Eine Gauge-Angabe ohne Werkstoff lässt die tatsächliche Dicke offen für Interpretationen; diese Differenz ist groß genug, um Biegezugaben, den Sitz von Verbindungselementen und die Steifigkeit von Bauteilen zu verändern.

Die Tabellen unten geben die Nenndicke in Zoll und Millimetern für jeden Werkstoff an, zusammen mit der maßgeblichen Norm und der Dickentoleranz, die ein Walzwerk liefern darf.

Warum Gauge-Nummern je nach Werkstoff abweichen

Das Gauge-System ist älter als Dickenangaben in Dezimalwerten; jedes Metall erhielt am Ende seine eigene Tabelle statt einer gemeinsamen. Eine Blechdicken-Tabelle gilt daher nur für den Werkstoff, für den sie erstellt wurde. Verwandte Umrechnungs- und Konstruktionsreferenzen stehen neben dieser Tabelle in der Blech-Ratgeber-Bibliothek.

Was eine Gauge-Nummer tatsächlich misst

Gauge leitet sich vom Blechgewicht pro Quadratfuß ab, nicht von einer linearen Dickeneinheit. Der Manufacturers Standard Gage für Stahl basiert auf 41,82 Pfund pro Quadratfuß pro Zoll Dicke, sodass jeder Gauge-Wert für Stahl auf diese eine Konstante zurückgeht.

Die Edelstahlreihe folgt dem älteren U.S. Standard Gauge für Eisenblech und Stahl; Aluminium folgt der vom Draht abgeleiteten Reihe nach Brown and Sharpe.

Der Abstand zwischen benachbarten Gauge-Nummern wird zum dünnen Ende jeder Reihe hin kleiner. In der Edelstahlreihe beträgt der Schritt von Gauge 3 auf Gauge 4 0,0156 Zoll. Von Gauge 24 auf Gauge 25 beträgt der Schritt 0,0031 Zoll, etwa ein Fünftel davon.

Maßgebliche Norm je Werkstoff

Gauge-Reihen sind Branchenkonventionen; die Produktnormen von ASTM legen die Maßtoleranzen fest, die für das fertige Blech gelten. Wer beides zusammen mit der Gauge-Nummer angibt, macht eine Dickenangabe bei der Wareneingangsprüfung prüfbar. Ein Lieferant, der nur Gauge nennt, hat eine Nummer genannt, kein Maß.

Die Tabelle unten ordnet jedem Werkstoff seine Gauge-Reihe und die Produktnorm zu, die seine Toleranzen regelt.

Tabelle 1. Gauge-Reihen und maßgebliche Produktnorm je Werkstoff

Die Stahl- und die Edelstahlreihe liegen bei manchen Gauge-Nummern nah genug beieinander, um austauschbar zu wirken, unterscheiden sich aber bei jeder. Aluminium liegt am weitesten von beiden entfernt, weil die Reihe nach Brown and Sharpe aus der Verarbeitung von Nichteisenmetalldraht stammt und nicht aus gewalztem Stahl.

Eine Blechdicken-Umrechnungstabelle zwischen Werkstoffen funktioniert nur über die Dicke, deshalb erhält jeder Werkstoff unten seine eigene Tabelle.

Folgen einer fehlenden Werkstoffangabe

Eine 16-Gauge-Angabe, die mit Aluminium statt Edelstahl umgesetzt wird, ergibt eine um 19 % geringere Dicke. Die Biegesteifigkeit skaliert mit der dritten Potenz der Dicke, daher verliert das Bauteil rund 46 % seiner Querschnittssteifigkeit, bevor der niedrigere Elastizitätsmodul von Aluminium berücksichtigt wird.

Gauge-Tabelle für Standardstahlblech

Baustahl- und Kohlenstoffstahlbleche folgen dem Manufacturers Standard Gage, mit Dickentoleranzen nach ASTM A568. Die folgende Blechdickentabelle nach Gauge für Stahl rechnet jede in der üblichen Fertigung verwendete Gauge-Nummer in Zoll und Millimeter um.

Alle Werte sind Nennwerte; der Toleranzabschnitt gibt den Bereich an, den ein Walzwerk liefern darf.

Tabelle 2. Baustahl und Kohlenstoffstahl, Manufacturers Standard Gage, Toleranzen nach ASTM A568

Kohlenstoffstahl dicker als 7 Gauge wird üblicherweise nach Bruchteil- oder Dezimaldicke statt nach Gauge-Nummer bestellt. Mit 0,1196 Zoll wird 11 Gauge oft mit 1/8 Zoll verwechselt, was 0,125 Zoll entspricht.

Die Millimeter-Spalte ist eine Umrechnung und kein eigener Standard. Die Zollwerte definieren die Reihe, und die Millimeterangaben rechnen sie mit 25,4 mm pro Zoll um. Walzwerke, die nach metrischen Blechstandards arbeiten, walzen stattdessen auf bevorzugte metrische Dicken, daher sind ein 1,5-mm-Blech und ein 16-Gauge-Blech mit 1,519 mm getrennte Spezifikationen.

Die meisten Arbeiten an Gehäusen, Haltern und Chassis aus Kohlenstoffstahl liegen zwischen 20 Gauge und 10 Gauge, also zwischen 0,0359 und 0,1345 Zoll.

Dünneres Material spart Gewicht auf Kosten der Steifigkeit. Dickeres Material erhöht die Tonnage der Abkantpresse und vergrößert den minimalen Biegeradius.

Kaltgewalztes Blech weist eine engere Dickentoleranz und eine glattere Oberfläche als warmgewalztes Blech auf, daher ist es die übliche Wahl für dünnere Gauge-Bereiche und Sichtpaneele. Warmgewalztes, gebeiztes und geöltes Blech ist am dicken Ende der Tabelle üblich, da dort die Kosten mehr Gewicht haben als die Oberflächenbeschaffenheit.

Gauge-Tabelle für Edelstahlblech

Edelstahlbleche folgen einer eigenen Gauge-Reihe, getrennt von der obigen Kohlenstoffstahl-Tabelle, mit Maßtoleranzen nach ASTM A480.

Die folgende Gauge-Dickentabelle für Edelstahlblech gibt die Nenndicke für jede Gauge-Nummer in Zoll und Millimetern an. Die Werkstoffsorte ändert die Tabelle nicht, daher haben Bleche aus 304 und 316L bei gleichem Gauge dieselbe Nenndicke.

Tabelle 3. Edelstahlblech, Edelstahl-Gauge-Reihe, Toleranzen nach ASTM A480

Edelstahl ist bei jeder gemeinsamen Gauge-Nummer dicker als Baustahl. Bei 16 Gauge beträgt Edelstahl 0,0625 Zoll gegenüber 0,0598 Zoll bei Baustahl, ein Unterschied von 0,0027 Zoll. Bei 10 Gauge wächst die Differenz auf 0,0061 Zoll.

Dieser Unterschied wirkt auf einer Zeichnung wie Rundung, verändert aber die Biegeverkürzung an der Abkantpresse. Dasselbe Werkzeug und dasselbe Programm ergeben bei jedem Material eine andere Schenkellänge.

Die Rückfederung verstärkt den Unterschied. Austenitische Sorten wie 304 und 316L kaltverfestigen während der Umformung und federn nach dem Abheben des Stempels stärker zurück als Kohlenstoffstahl gleicher Dicke. Überbiegezugaben, die für Baustahl eingestellt wurden, werden vor der ersten Serienbiegung auf die Edelstahldicke angepasst.

Gauge-Tabelle für Aluminiumblech

Aluminiumblech verwendet die Brown-and-Sharpe-Reihe, auch als American Wire Gauge bekannt, mit Maßtoleranzen nach ASTM B209. Die Reihe folgt einer anderen mathematischen Progression als die Stahl-Gauges und ist keine angepasste Version davon.

Die folgende Gauge-Dickentabelle für Aluminiumblech gibt die Nenndicke bei jeder Gauge-Größe in Zoll und Millimetern an.

Tabelle 4. Aluminiumblech, Brown-and-Sharpe-Reihe, Toleranzen nach ASTM B209

Aluminium weicht am stärksten von den Stahl-Tabellen ab. Bei 10 Gauge beträgt Aluminium 0,1019 Zoll gegenüber 0,1406 Zoll bei Edelstahl, eine Differenz von 0,0387 Zoll oder nahezu 1 mm. In metrischen Werten sind das 2,588 mm für Aluminium gegenüber 3,571 mm für Edelstahl.

Die Differenz verringert sich in absoluten Werten zum dünnen Ende hin und fällt bei 16 Gauge auf 0,0117 Zoll und bei 24 Gauge auf 0,0049 Zoll. Im Verhältnis ist Aluminium zwischen 10 Gauge und 24 Gauge noch immer rund 19 bis 28 % dünner als Edelstahl.

Die Legierungsauswahl steht über der Gauge-Entscheidung. Aluminium 5052 ist eine übliche Wahl für umgeformte Gehäusekonstruktionen, da es sich bei engen Radien ohne Rissbildung biegen lässt. Aluminium 6061-T6 ist fester und weniger gutmütig bei der Umformung, daher wird es üblicherweise für bearbeitete oder leicht umgeformte Teile spezifiziert.

Manche Händler führen Aluminium über die Stahltabelle statt über die Brown and Sharpe-Reihe. Wer klärt, welche Reihe einem Angebot zugrunde liegt, oder in Dezimalzoll oder Millimetern anbietet, beseitigt die Unklarheit bereits bei der Bestellung.

Gauge-Tabelle für verzinktes Blech

Galvanisiertes Blech läuft über die Reihe für Kohlenstoffstahl; Beschichtungsklassen und das beschichtete Produkt sind in ASTM A653 definiert.

Die folgende Blechstärkentabelle für galvanisiertes Blech nennt zu jeder Stärke zwei Werte: die Dicke des Grundstahls und die veröffentlichte galvanisierte Blechdicke.

Tabelle 5. Galvanisiertes Stahlblech, Grundstahl nach Manufacturers Standard Gage und veröffentlichte galvanisierte Dickenwerte, Beschichtungsklassen nach ASTM A653

Die zwei Spalten gibt es, weil Lieferanten nach der einen oder der anderen anbieten. Die veröffentlichte Dicke für galvanisiertes Blech liegt bei jeder Stärkenummer etwa 0,0037 Zoll über dem Grundstahl. Dieser Wert ist eine in der Reihe angelegte Zugabe und nicht die gemessene Dicke einer bestimmten Beschichtung.

Die Beschichtung selbst ist dünner als diese Zugabe. Eine G90-Beschichtung trägt 0,90 Unzen Zink pro Quadratfuß auf beiden Seiten, was die Gesamtdicke um etwa 0,0016 Zoll erhöht. G60 erhöht sie um etwa 0,0011 Zoll, schwerere Klassen entsprechend mehr.

Bei Stärke 16 beträgt die Dicke des Grundstahls 0,0598 Zoll, ein G90-Blech misst nahezu 0,0614 Zoll, und die veröffentlichte Tabelle für galvanisierte Bleche nennt 0,0635 Zoll. Eine Zeichnung, die galvanisiertes Blech ohne Grundstahldicke und Beschichtungsklasse angibt, lässt diesen Unterschied offen.

Freiräume richten sich nach der beschichteten Dicke. Bohrungsdurchmesser, Schlitzbreiten, Greifbereiche von Clinch-Verbindungselementen und Montagespalte berücksichtigen das Zink, daher werden sie nach dem beschichteten Maß und nicht nach dem Grundwerkstoff bemessen.

Die Beschichtung verändert auch Umformung und Fügen. Bei engen Radien kann Zink durch die Werkzeuge der Abkantpresse Abdrücke auf der Oberfläche hinterlassen, daher kommt der Politur der Werkzeuge und einer Schutzfolie mehr Bedeutung zu als bei blankem Stahl.

Beim Schweißen von galvanisiertem Blech muss die Beschichtung in der Regel mit Abstand zur Naht entfernt werden, und es ist für Belüftung zu sorgen, weil Zink weit unter dem Schmelzpunkt von Stahl verdampft. Das Rüsten für die Umformung von galvanisiertem Blech berücksichtigt beides vor der ersten Biegung.

Blechdickentoleranz

Jeder Wert in den vier Tabellen oben ist ein Nennwert. Blech kommt innerhalb eines zulässigen Bandes um diesen Nennwert an, und dieses Band legt die Produktnorm fest, nicht der Fertiger.

Die Blechdickentoleranz ist die Breite dieses Bandes, und sie ist oft breiter als in Zeichnungen angenommen.

Zulässige Dickenschwankung je Blechstärke

Walzwerke liefern innerhalb eines Toleranzbandes, das durch Dickenbereich und Blechbreite definiert ist. Die folgende Tabelle gibt repräsentative Bänder für kaltgewalzten Kohlenstoffstahl nach ASTM A568; für jede Bestellung gilt die jeweils aktuelle Ausgabe der Norm.

Tabelle 6. Dickentoleranz für kaltgewalztes Kohlenstoffstahlblech, repräsentative Bereiche nach ASTM A568

Die Tabelle lässt sich auf zwei Arten lesen. Relativ ist das Band am dünnen Ende am breitesten, denn ±0,002 Zoll auf einem 0,0120 Zoll dicken Blech sind eine Schwankung von etwa 17 %. Absolut ist es am dicken Ende am breitesten, und das volle Band von 0,018 Zoll bei Stärke 9 übersteigt den Schritt von 0,0149 Zoll auf Stärke 8.

Edelstahl nach ASTM A480 und Aluminium nach ASTM B209 haben eigene Toleranztabellen. Die Werte unterscheiden sich im Detail, das Muster ist aber dasselbe: Dickeres und breiteres Blech öffnet das Band.

Ein Blech an der einen oder anderen Grenze ist normgerechtes Material und wird als solches zertifiziert.

Warum die Blechbreite die Toleranz beeinflusst

Walzwerke halten die Dicke über ein breiteres Band weniger gleichmäßig. Die Walzen biegen sich unter Last zur Ballenmitte durch, und diese Durchbiegung wächst mit der gewalzten Breite, sodass das zulässige Band mit steigender Breite breiter wird.

Eine schmalere Coil- oder Blechbreite vorzugeben, kann das eingehende Dickenband ohne Werkzeugkosten verengen. Die Option eignet sich für Teile, deren Dicke in eine Passungsrechnung eingeht. Wenn eine Konstruktion auf dem gemessenen statt dem nominalen Wert beruht, lässt sich die gemessene Dicke bei der Bestellung zusammen mit dem Werkszeugnis anfordern.

Auswirkung der Dickenschwankung auf die Folgeprozesse

Die nachfolgenden Arbeitsgänge richten sich nach der Dicke, nicht nach der Gauge-Nummer. Jeder einzelne ist auf einen Nennwert kalibriert und verschiebt sich, wenn das eingehende Material am Rand seines Toleranzbands liegt.

Die folgende Tabelle zeigt fünf Stellen, an denen die Schwankung sichtbar wird.

Tabelle 7. Wie sich die Dickenschwankung des eingehenden Materials in der Fertigung zeigt

Das Abkanten an der Gesenkbiegepresse hat die größte kumulative Wirkung, weil sich die Verschiebung bei jeder Biegung wiederholt. Bei einem Teil mit sechs Biegungen kann ein Schenkel, der nach der ersten Biegung noch maßhaltig ist, bis zur letzten von der Zeichnungsvorgabe abweichen.

Für jedes Blechteil gelten zwei getrennte Toleranzen. Die Walztoleranz regelt die Dicke des Blechs, das vom Walzwerk kommt. Die Fertigungstoleranz regelt, was der Blechbearbeiter am fertigen Teil einhält, und sie hängt vom Schneid- und Umformverfahren ab, wie im Leitfaden zu Toleranzen in der Blechbearbeitung dargestellt.

Angabe der Blechdicke in der Zeichnung

Die Unklarheit bei Gauge-Angaben lässt sich direkt über das Format der Bemaßung beheben. Eine vollständige Dickenangabe enthält drei Punkte in dieser Reihenfolge: die Dezimaldicke, die Gauge-Nummer und die maßgebliche Norm. Ausgeschrieben liest sich das als 0,0598 inches, 16 gauge, nach ASTM A568.

Ein Lieferant, der diese Angabe liest, kennt die Dimension, die Reihe, aus der sie stammt, und das geltende Toleranzband. Bei verzinkten Teilen kommt ein vierter Punkt hinzu: ob der Wert die Grundmetall- oder die beschichtete Dicke angibt und welche Beschichtungsklasse gilt.

Die metrische Beschaffung folgt derselben Logik. Eine Angabe von 1,5 mm mit ausgewiesener Toleranz statt 16 gauge gibt einem Walzwerk, das nach metrischen Blechnormen arbeitet, eine Dicke, die es direkt walzen kann.

Bei Teilen, deren Dicke in eine Passungsrechnung eingeht, kann die Zeichnung eine eigene Toleranz statt der Walzstandardtoleranz vorgeben. Ein Blech, das mit 0,0598 inches ±0,002 inches spezifiziert ist, kostet in der Regel mehr als Standardhandelsware und klärt die Frage vor der Montage.

Eine Gauge-Tabelle liefert den Ausgangswert; welche Dicke tatsächlich ankommt, entscheiden die Dezimaldicke, die Norm und die Toleranz, die auf der Zeichnung stehen. Yijin Solution arbeitet mit der für den jeweiligen Auftrag relevanten Grund- oder beschichteten Dicke und prüft die eingehende Blechdicke gegen die Zeichnungsvorgabe, bevor die Umformung beginnt.  Ingenieure, die die Blechdicke festlegen, können Zeichnung senden und erhalten eine Prüfung von Gauge und Dickentoleranz.

FAQs zur Gauge-Tabelle für Blech

Dickenvergleich: 16 gauge und 18 gauge

Ein 16-gauge-Blech ist in jedem hier behandelten Werkstoff dicker als ein 18-gauge-Blech, und zwar um rund 20 %. Bei Kohlenstoffstahl lautet der Vergleich 0,0598 inches gegen 0,0478 inches. Bei Edelstahl sind es 0,0625 inches gegen 0,0500 inches, bei Aluminium 0,0508 inches gegen 0,0403 inches.

Prüfung der gelieferten Blechdicke

Die gelieferte Blechdicke wird mit einer kalibrierten Bügelmessschraube an mehreren Stellen über das Blech verteilt und in einem festgelegten Abstand vom Rand geprüft. Bei Edelstahl legt ASTM A480 diesen Punkt auf mindestens 3/8 inch, etwa 9,5 mm, vom Rand entfernt, da gewalzte Ränder nicht den Blechquerschnitt repräsentieren. Messungen in der Mitte und an beiden Viertelpunkten zeigen die Schwankung über die Breite.

Gauge-System bei Grobblech

Für Grobblech gilt das Gauge-System nicht; hier wird die Dicke als Bruch oder als Dezimalwert angegeben. In den USA wird Kohlenstoffstahl üblicherweise ab 3/16 inch, etwa 4,8 mm, als Grobblech behandelt, während viele metrische Lieferanten die Grenze bei 6 mm ziehen. Aluminium gilt ab 0,250 inches als Grobblech.

Umrechnung von Gauge-Nummern zwischen Werkstoffen

Eine Gauge-Nummer lässt sich nicht direkt zwischen Werkstoffen umrechnen, weil die Umrechnung über die Dicke läuft. Die Gauge-Nummer wird im ersten Werkstoff zu einer Dezimaldicke, und diese Dicke wird anhand der eigenen Tabelle des zweiten Werkstoffs der nächstliegenden Gauge-Nummer zugeordnet. Die nächstliegende Entsprechung ist selten exakt, deshalb ist die Dezimaldicke der Wert, der auf der Zeichnung mitgeführt wird.

Was ein Werkszeugnis zur Dicke bestätigt

Ein Werkszeugnis bestätigt, dass die gelieferte Schmelze der bestellten Spezifikation entspricht. Es führt die bestellten Abmessungen zusammen mit der chemischen Zusammensetzung, den mechanischen Prüfergebnissen und der Schmelzennummer auf, die das Zeugnis an das Material bindet. Die gemessene Dicke steht nur auf manchen Zeugnissen, daher können Käufer, die den tatsächlichen Wert benötigen, ihn bereits bei der Bestellung anfragen.

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