aiMOOC

Herstellen von Konstruktionen aus Profilen - Metallbauer - LF 6

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Einleitung

Du arbeitest im zweiten Ausbildungsjahr als Metallbauer beziehungsweise Metallbauerin. In diesem aiMOOC erschließt du das KMK-Lernfeld 6 „Herstellen von Konstruktionen aus Profilen“ (Zeitrichtwert 80 Unterrichtsstunden). Du lernst, einen anonymisierten Auftrag von der Maßaufnahme über Zeichnung, Werkstoff- und Profilauswahl, Zuschnitt, Fügen und Korrosionsschutz bis zu Prüfung, Übergabe und Dokumentation verantwortlich zu bearbeiten. Die Fachkapitel sind in einem durchgerechneten Praxisfall verknüpft. Die genannten Übungstoleranzen und Preise sind frei gewählte Lernwerte, keine allgemeinen Bauvorschriften.

Lernziele: Du analysierst technische Anforderungen, erstellst Gesamt- und Fertigungszeichnungen samt Materialliste, bestimmst Fertigungsdaten und Berechnungen, vergleichst Profile und Werkstoffe, planst maschinelles Trennen und Schutzgasschweißen, erklärst Wärme- und Gefügeeffekte, beurteilst Korrosion und Schutzmaßnahmen und sicherst Qualität anhand messbarer Kriterien. Du begründest Entscheidungen bezüglich Sicherheit, Ökologie, Wirtschaftlichkeit und Datenminimierung.

Sicherheitsgrenze: Sägen, Schleifen, Schweißen, Gasflaschenhandhabung, thermisches Richten und Glühen dürfen ausschließlich an freigegebenen Arbeitsplätzen durch unterwiesene, befugte Personen unter betrieblicher Fachaufsicht stattfinden. Keine Maschinennutzung allein aufgrund dieses Textes. Ohne Freigabe bearbeitest du den Auftrag gefahrlos mit Kartonprofilen, Skizzen, CAD oder einer digitalen Maß- und Zuschnittsimulation. Statisch relevante Bauteile sowie Geländer zum Personenschutz verlangen zusätzliche fachliche Planung, Nachweise und Abnahmen und sind nicht Ziel des Übungsprodukts.

Auftragsanalyse, Maßaufnahme und technische Unterlagen

Vom Kundenwunsch zum prüfbaren Lastenheft

Eine Konstruktion ist nur dann passend, wenn Funktion und Anforderungen eindeutig sind: Einsatzzweck, Außenmaße, Umgebung, zulässige Belastung, Oberfläche, Optik, Termine, Budget, Montage und besondere Wünsche. Kläre widersprüchliche Angaben vor der Fertigung. Unter einem Aufmaß versteht man die systematische Ermittlung von Istmaßen vor Ort. Halte Bezugskanten, Messgerät, Messzeitpunkt, Messunsicherheit und Maßskizze fest. Messe an mehreren Stellen und dokumentiere mögliche Abweichungen; rechne niemals unbemerkt ein theoretisches Sollmaß als gemessenes Istmaß an.

Die Gesamtzeichnung stellt Lage und Zusammenwirken der Bauteile dar; eine Fertigungszeichnung enthält die zur Herstellung eines Einzelteils benötigten Informationen wie Maße, Werkstoff, Bearbeitung und geforderte Oberflächenqualität. Eine Stückliste benennt Teil, Profilbezeichnung, Abmessungen, Menge und gegebenenfalls Werkstoffzeugnis. Ein Arbeitsplan ordnet die Tätigkeiten, Maschinen, Hilfsmittel, Prüfungen und Schutzmaßnahmen in sinnvoller Folge. Die für ein Bauteil geltenden Grenzmaße, Schweißanforderungen und Normbezüge müssen aus den gültigen Projektunterlagen stammen, nicht aus Vermutungen.

Zeichnung lesen, erstellen und digital ändern

Lies zunächst Zeichnungsnummer, Stand/Revision, Maßstab, Maßeinheiten, Symbole, Ansichten, Schnitte und Änderungsvermerke. Eine Maßzahl hat Vorrang vor dem mit dem Lineal aus einer verkleinerten Bildschirmansicht geschätzten Wert. Bei Schweißzeichen sind festgelegte Symbole und Bezugslinien im betrieblich aktuellen Regelwerk nachzuschlagen. Ein 2D-CAD-Plan oder 3D-Modell erleichtert Varianten, Kollisionsprüfungen und die automatische Erzeugung einer Zuschnittliste. Überprüfe exportierte PDF-Zeichnungen auf vollständige Maße und die richtige Revision.

Digitalisierung und Datenschutz: Lege für den Übungsfall eine fiktive Auftragsnummer „ÜB-LF6-01“ an. Verwende keine echten Kundennamen, Werkstattfotos mit Personenbezug, Betriebszeichnungen oder Zugangsdaten in frei zugänglichen Cloud- oder KI-Werkzeugen. Sichere Versionen, benenne Dateistände und nutze nur vom Betrieb freigegebene Software. Eine KI-generierte Zeichnung ersetzt weder ein kontrolliertes Aufmaß noch eine geprüfte Maß- oder Sicherheitsentscheidung.

Bild: Mehrere reale Profilquerschnitte als Einstieg in die zeichnungsgerechte Profilauswahl; Urheber und Lizenz im Mediennachweis.

Profilarten, Werkstoffe und technische Berechnungen

Welche Profile erfüllen die Funktion?

Profilstahl ist ein Halbzeug mit über seine Länge weitgehend gleichbleibender Querschnittsform. Beispiele sind L-, U-, T- und I-Profile sowie quadratische und rechteckige Hohlprofile. Ein I-Profil besitzt Steg und Gurte und kann bei geeigneter Ausrichtung Biegung effizient aufnehmen; Winkelprofile eignen sich etwa für Halterungen. Hohlprofile bieten bei Rahmen eine geschlossene, torsionsgünstige Querschnittsform, erfordern aber besondere Beachtung der Innenräume beim Beschichten. Querschnittsform allein beweist keine Tragfähigkeit: Lasten, Stabilität, Anschlüsse, Werkstoff und gültige Bemessungsregeln sind getrennt zu prüfen.

Für Konstruktionen begegnen dir unlegierte Baustähle wie S235, legierte beziehungsweise nichtrostende Stähle und Aluminiumlegierungen. Vergleiche Dichte, Festigkeit, Schweißbarkeit, Beschichtbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, Recycling und Preis. Kennzeichnungen wie „S235“ stehen für eine Werkstoffgruppe; konkrete Eigenschaften, Lieferzustand und zulässige Einsatzbedingungen sind den aktuellen Produkt- und Werkstoffnachweisen zu entnehmen. Prüfe bei unterschiedlichen Metallen die Gefahr der Kontaktkorrosion. Eine durchgehende elektrische und elektrolytische Trennung kann Kontaktkorrosion vermindern; eine geeignete Materialpaarung und Entwässerung sind ebenfalls relevant.

Bild: Maßdarstellung eines IPE-Profils; dieses Beispielprofil ist nicht der Rahmenwerkstoff des späteren Praxisfalls.

Flächen, Masse, Länge und Verschnitt berechnen

Für ein ideales quadratisches Hohlprofil mit scharf gedachten Außenecken gilt näherungsweise: Querschnittsfläche A = a² − (a − 2t)², mit Außenkante a und Wanddicke t. Runde reale Profilecken und tatsächliche Fertigungstoleranzen verändern die genaue Querschnittsfläche. Die Längenmasse ist näherungsweise m je Meter = A · ρ. Bei Stahl kann für eine überschlägige Schulrechnung ρ = 7.850 kg/m³ verwendet werden; verbindlich sind Hersteller-Massentabellen.

Beispiel: a = 30 mm, t = 2 mm; A = 30² − 26² = 900 − 676 = 224 mm² = 0,000224 m². Damit ergibt sich 0,000224 m² · 7.850 kg/m³ = 1,7584 kg/m. Aus 4,02 m Profil entstehen überschlägig 7,07 kg Bauteilmasse ohne Schweißzusatz. Achte auf den Unterschied zwischen mm² und m²: Ein unbemerkter Einheitenfehler verändert das Ergebnis um den Faktor eine Million.

Beim Zuschnitt addierst du Fertiglängen und die tatsächlich nötigen Schnittfugen beziehungsweise Materialverluste. Eine 2 mm breite Schnittfuge ist in den folgenden Zahlen nur eine didaktische Annahme; die echte Schnittbreite ergibt sich aus Blatt, Maschine und Verfahren. Plane zudem eventuell nötige Besäumung, Spann- und Greiflängen sowie eine Reserve. Nutze für Bestellungen die verfügbaren Lieferlängen und die überprüfte Nesting- oder Zuschnittoptimierung statt nur die Nettolänge.

Fertigungsablauf: maschinell trennen, vorbereiten und fügen

Sicherer Arbeitsplan und maschinelles Trennen

Ordne die Arbeitsschritte: Zeichnung/Revision prüfen → Materialidentität und Zustand prüfen → Gefährdungsbeurteilung und Freigabe → anreißen beziehungsweise digital positionieren → spann- und maschinengerecht trennen → entgraten → Maße kontrollieren → in geeigneter Vorrichtung ausrichten → fügen → nach erforderlicher Abkühlung kontrollieren → Oberflächen schützen → dokumentieren. Bei einer Metallbandsäge sind passendes Sägeblatt, Schnittgeschwindigkeit, Kühlung und sichere Werkstückspannung hersteller- und werkstoffabhängig. Eine höhere Geschwindigkeit ist nicht automatisch besser: Wärmeentwicklung, Verschleiß und Grat können steigen. Entferne Späne niemals mit ungeschützten Händen oder bei laufender Maschine. Trage die aus der Gefährdungsbeurteilung abgeleitete Schutzausrüstung; bei rotierenden Einzugstellen sind Handschuhe nicht pauschal zulässig.

Schutzgasschweißen verstehen, ohne Parameter zu raten

Beim Schutzgasschweißen schützt ein Prozessgas den Lichtbogen- und Schmelzbadbereich. MAG nutzt ein aktives Schutzgas, häufig bei un- oder niedriglegiertem Stahl; MIG ein inertes Gas, häufig für geeignete Aluminiumwerkstoffe. Drahtelektrode, Lichtbogen, Gas, Stromquelle und Masseverbindung müssen zum Verfahren passen. Arbeitsstrom, Spannung, Drahtvorschub, Gasdurchfluss, Zusatzwerkstoff und Brennerführung hängen von Material, Dicke, Nahtform, Position, Gerät und Verfahrensprüfung ab. Es gibt keine sichere Universaleinstellung. Nutze freigegebene Schweißanweisung und Herstellervorgaben; diese Lernseite gibt bewusst keine Betriebsparameter oder Handlungsanleitung zum unbeaufsichtigten Schweißen vor.

Vor dem Fügen sind Kanten, Passung, Oberflächenverschmutzung, Zugänglichkeit und Nahtvorbereitung zu prüfen. Kehlnaht bezeichnet eine Naht in einer Winkelfuge, Stumpfnaht eine Verbindung von aneinanderstoßenden Kanten. Die Schweißposition beschreibt die räumliche Lage der Naht, etwa flach oder über Kopf. Heftfolge, Fixierung und Schweißfolge beeinflussen Schrumpfung und Verzug; ihre Auswahl erfolgt nach fachlicher Planung. Häufige Fehler sind zu große Spalte, verschmutzte Fügeflächen, ungeeignete Zusatzwerkstoffe, Bindefehler und Einbrandkerben. Sichtprüfung ist wichtig, ersetzt aber keine geforderte weitergehende Prüfung.

Bild: Schutzgas-Lichtbogenschweißen an einem Rohr; Aufnahme zur Beobachtung, keine Aufforderung zur Nachahmung.

Deutschsprachiges Fachvideo (externe Plattform): Beobachte Schweißbad, Fügearten und typische Fehler im Video. Halte als Lernnotiz fest, welche Schutzmaßnahmen zusätzlich die geltende Gefährdungsbeurteilung fordert. Videoanleitungen ersetzen keine Unterweisung und keine Freigabe.

Arbeitsschutz an Schweißarbeitsplätzen

Bei Schweißarbeiten treten Risiken durch elektrischen Strom, UV-/IR-Strahlung, Hitze, Brände, Lärm, Spritzer, Schweißrauche und technische Gase auf. Die aktuelle TRGS 528 verlangt eine tätigkeitsbezogene Gefährdungsbeurteilung und geeignete Schutzmaßnahmen. Bevorzugt werden emissionsarme Verfahren, wirksame Erfassung der Rauche an der Entstehungsstelle, Abschirmungen, geeignete persönliche Schutzausrüstung und wirksame Unterweisung. Prozessgasflaschen sind gegen Umfallen zu sichern; Lagerung, Transport und Verwendung richten sich nach einschlägigen Regeln und Herstellerinformationen. Niemals selbst an Druckgasarmaturen experimentieren. Die DGUV Information 209-010 erläutert speziell Lichtbogengefahren. Für Wartung und Nutzung von Maschinen gelten die Betriebssicherheitsanforderungen und TRBS 1111. Schweißen an beschichteten oder unbekannten Werkstoffen kann zusätzliche Gesundheitsrisiken auslösen.

Wärmebeeinflussung, Richten und Korrosionsschutz

Gefüge, Wärmeeinflusszone und Verzug

Metalle besitzen ein Gefüge aus Kristallkörnern und Phasen. Beim Schweißen führt die örtliche Erwärmung mit anschließender Abkühlung zu einer Wärmeeinflusszone; Gefüge, Härte, Zähigkeit und Eigenspannungen können sich verändern. Beim Abkühlen zieht sich erwärmtes Material zusammen. Bei ungleichmäßiger Schrumpfung entstehen Winkelverzug oder Längenänderungen. Schlüssige Vorbeugung bedeutet: Bauteile maßgerecht spannen, Schweißfolge planen, unnötigen Wärmeeintrag vermeiden und nach dem Abkühlen messen. Kalt- und Warmrichten sind Verfahren zur Formkorrektur; falsch angewendet können sie Risse, Instabilität oder neue Spannungen verursachen. Spannungsarmglühen ist eine wärmetechnische Behandlung, deren Eignung und Temperaturführung von Werkstoff, Konstruktion und gültiger Verfahrensvorgabe abhängen. Richten und Glühen gehören nur in fachlich freigegebene Hände; eine kartonbasierte Verformungssimulation ist die sichere Übungsalternative.

Korrosionsarten und Schutzprinzipien

Korrosion verändert metallische Werkstoffe durch Reaktionen mit der Umgebung. Bei ungeschütztem Stahl kann Feuchtigkeit mit Sauerstoff eine Rostbildung fördern. Spaltkorrosion wird durch ungünstige, schlecht entwässerte Fugen begünstigt. Kontaktkorrosion setzt im typischen Fall elektrisch verbundene unterschiedliche metallische Werkstoffe und einen leitenden Feuchtigkeitsfilm voraus. Der weniger edle Werkstoff kann sich verstärkt auflösen. Prüfe deshalb nicht nur die elektrische Spannungsreihe, sondern auch tatsächliche Paarung, Flächenverhältnis, Umgebung und Schutzschichten.

Passiver Korrosionsschutz bildet eine Barriere, beispielsweise durch eine geeignete Beschichtung und konstruktive Entwässerung. Aktiver Schutz beeinflusst den elektrochemischen Korrosionsvorgang, zum Beispiel durch ein Opferanodenprinzip; Zink kann Stahl unter geeigneten Bedingungen kathodisch schützen. Feuerverzinken kombiniert in vielen Anwendungsfällen eine Zinkbarriere mit einem solchen Schutzmechanismus. Die konkrete Vorbehandlung, Eignung und Schichtdicke werden nach Projektanforderungen und einschlägigen aktuellen Vorgaben geprüft. Keine Farben, Lösungsmittel oder Verzinkungsbäder im Selbstversuch einsetzen.

Bild: Schematische Darstellung galvanischer Korrosion. Prüfe daran die Rollen von Metallpaarung, elektrischem Kontakt und Elektrolyt.

Deutschsprachiges Fachvideo (externe Plattform): Kurzbeitrag zur galvanischen Korrosion als Vertiefung der Stoffpaarung.

Prüfen, dokumentieren und Ressourcen schonen

Qualität nachweisen statt nur behaupten

Leite aus der Zeichnung einen Prüfplan mit Merkmal, Sollwert, Toleranz, Messmittel, Prüfzeitpunkt und dokumentiertem Istwert ab. Typische Werkstattmittel sind Maßband, Messschieber, Anschlagwinkel, Richtscheit, Diagonalmessung und Sichtprüfung bei ausreichender Beleuchtung. Beachte Kalibrierstatus beziehungsweise Eignung, Messunsicherheit, saubere Messflächen und Umgebungstemperatur. Bei Schweißnähten sind Nahtform, sichtbare Oberflächenunregelmäßigkeiten und zusätzliche Prüfverfahren entsprechend Zeichnung und fachlicher Freigabe zu berücksichtigen. DIN EN ISO 5817:2023-07 benennt Bewertungsgruppen für bestimmte Schmelzschweißnähte; keine Qualitätsstufe ohne konkrete Vorgabe annehmen. Für tragende Stahlkonstruktionen kann zusätzlich die DIN EN 1090-2:2024-09 einschlägig sein. Dieser Übungsfall beansprucht keine Bauprodukt-Konformität, Statik- oder Schweißfachprüfung.

Bild: Beispiel einer Schichtdickenmessung an feuerverzinktem Stahl. Die gezeigten 110 µm sind ein Bildbefund und kein genereller Sollwert.

Nachhaltige Fertigungsentscheidung und digitale Nachweise

Nachhaltigkeit umfasst Materialeffizienz, Wiederverwendung brauchbarer Reststücke, lange Lebensdauer durch durchdachte Korrosionsschutzplanung, energie- und emissionsarme Fertigung und sortenreine Trennung von Metallschrott. Vergleiche nicht nur Materialpreis, sondern Nacharbeit, Ausfallrisiko, Schutzsystemwartung und Transport. Erfasse den Verschnitt so, dass nachvollziehbar ist, ob er für den nächsten Auftrag wiederverwendbar ist. Verwende bei jeder digitalen Projektdatei eine Revisionskennung und sichere Prüfergebnisse nach betrieblichen Regeln. Dokumentiere nur sachlich benötigte Daten; personenbezogene Kundendaten gehören nicht in eine öffentliche Kursseite.

Praxisauftrag: Übungsrahmen aus Quadratprofil

Fiktive Aufgabenstellung und sichere Durchführung

Auftrag ÜB-LF6-01: Plane eine nicht tragende rechteckige Ausstellungstafel-Unterkonstruktion als Lernmodell. Außenmaß: Breite 1.200 mm, Höhe 600 mm. Zwei waagerechte Rohre liegen außen über die volle Breite; dazwischen stehen zwei äußere und ein mittlerer senkrechter Steg. Als angenommener Werkstoff dient unlegierter Stahl mit quadratischem Hohlprofil 30 × 30 × 2 mm; nominell sind 6.000 mm Lieferlänge verfügbar. Die Dimensionierung ist nur für Zeichnungs- und Fertigungsübungen gewählt und keine Festigkeitsfreigabe. Als Lernvorgabe gelten für die Außenmaße ±2 mm und für die Abweichung der beiden Außendiagonalen voneinander höchstens 3 mm. Diese Werte sind ausschließlich beispielhafte Projektvorgaben. Eine reale Arbeit wird nur durch befugte Fachkräfte geplant und beaufsichtigt; sonst entsteht das Modell aus Papierprofilen oder im CAD.

Vollständiger Rechenweg und Materialliste

Teile A: 2 horizontale Profile zu je 1.200 mm → 2 × 1.200 = 2.400 mm.

Teile B: 3 vertikale Profile sitzen zwischen den beiden 30 mm hohen Horizontalprofilen: 600 − 2 × 30 = 540 mm je Teil → 3 × 540 = 1.620 mm.

Nettoprofillänge: 2.400 + 1.620 = 4.020 mm = 4,02 m. Bei angenommenen fünf 2-mm-Schnittfugen: 4.020 + 5 × 2 = 4.030 mm Mindestverbrauch ohne Besäumung und sonstige Zugaben. Aus einer angenommenen 6.000-mm-Stange bleiben 1.970 mm nominelle Restlänge; der 10-mm-Schnittverlust ist bereits abgezogen. Nutzanteil bezogen auf Produktlängen: 4.020 / 6.000 × 100 = 67,0 %. Als Näherung für die Bauteilmasse: 4,02 m × 1,7584 kg/m = 7,07 kg. Für Bestellung und echtes Wiegen sind gerundete Ecken und Herstellerangaben zu berücksichtigen.

Plausibilitätsprüfung der Geometrie: Für die äußere Diagonale eines ideal rechten Rechtecks ergibt Pythagoras d = √(1.200² + 600²) mm = √1.800.000 mm ≈ 1.341,64 mm. Beide gemessenen Diagonalen sollen bei symmetrischer Form möglichst gleich sein; gleiche Diagonalen allein beweisen ohne weitere Prüfungen allerdings nicht jede geforderte Eigenschaft eines Rahmens.

Pos.	Stück	Bezeichnung	Fertiglänge je Stück	Gesamt
A	2	Quadrat-Hohlprofil 30 × 30 × 2 mm, waagerecht	1.200 mm	2.400 mm
B	3	Quadrat-Hohlprofil 30 × 30 × 2 mm, senkrecht	540 mm	1.620 mm
Summe	5	Identischer angenommener Profiltyp	–	4.020 mm

Zusatzrechnung Kosten (nur fiktive Übungswerte, keine Marktpreise): Eine 6,00-m-Stange zu angenommenen 4,80 €/m kostet 28,80 €. Ein kalkulatorischer Arbeitsaufwand von 1,5 h × 45,00 €/h ergibt 67,50 €; hinzu kommen angenommene 8,00 € Hilfs- und Verbrauchsstoffe. Übungsgesamt: 104,30 € netto ohne weitere Gemeinkosten, Entsorgung, Umsatzsteuer oder Gewinn. Bei wirtschaftlicher Bewertung kann der nutzbare Rest von 1,97 m getrennt als Lagerbestand berücksichtigt werden.

Arbeitsplan, prüfbares Musterergebnis und Bewertung

Schritt	Planung/Arbeit	Sicherheits- oder Qualitätskontrolle
1	Fiktiven Kundenwunsch klären und Maßskizze mit Bezugskanten fertigen	Nutzungsbeschränkung und Anforderungen schriftlich bestätigen
2	Bemaßte Gesamtzeichnung, fünf Teilpositionen und CAD-Version anlegen	Stückliste gegen Zeichnung und Revision prüfen
3	Profilart, Materialnachweis, Lieferlänge und Zuschnittoptimierung vergleichen	Materialrechnung von zweiter Person gegenprüfen
4	Gefährdungsbeurteilung, Aufsicht, Werkzeuge und Prüfmittel festlegen	Ohne Freigabe nur Kartonmodell oder Simulation
5	Fünf Zuschnitte unter Aufsicht fertigen beziehungsweise digital simulieren	Jede Länge messen, Abweichungen notieren
6	Teile ausrichten und Fügefolge anhand einer Skizze planen	Rechtwinkligkeit und Verzug-Risiko beurteilen; keine unbeaufsichtigte Schweißarbeit
7	Freigegebene Verbindung/Simulation fertigstellen und Korrosionsschutz planen	Füge- und Beschichtungsanforderungen schriftlich gegenprüfen
8	Endkontrolle, Reststückerfassung und Übergabeprotokoll erstellen	Istwerte, Auffälligkeiten, Freigabeentscheid dokumentieren

Beispielhaft ausgefülltes Prüfprotokoll eines simulierten Produkts (keine echte Fertigungsfreigabe):

Merkmal	Übungssoll	Simulierter Istwert	Entscheidung
Außenbreite	1.200 ± 2 mm	1.201 mm	innerhalb Übungstoleranz
Außenhöhe	600 ± 2 mm	600 mm	innerhalb Übungstoleranz
Außendiagonalen-Unterschied	höchstens 3 mm	1.343 − 1.342 = 1 mm	innerhalb Übungstoleranz
Zuschnittdokumentation	2 × 1.200 mm und 3 × 540 mm	vollständig gelistet	nach Stückliste nachvollziehbar
Sicht-/Fügeprüfung	nach festgelegtem Verfahren	im CAD nicht prüfbar	offen: keine reale Nahtfreigabe
Korrosionsschutz	projektspezifisches Konzept	Beschichtung und Entwässerung geplant	Ausführung noch zu prüfen

Bewertungsraster für den Lernnachweis (100 Punkte): Auftragsanalyse 10 P.; Zeichnung und Stückliste 20 P.; korrekte Rechnungen und optimierter Zuschnitt 20 P.; sicherer Arbeitsplan mit begründeten Verfahren 20 P.; Prüfplan, Ist-Soll-Vergleich und transparente Restmängel 20 P.; Nachhaltigkeit und Reflexion 10 P. Keine Punktevergabe ersetzt die betriebliche Sicherheitsfreigabe. Ein bloßes Bestehen der Übung bedeutet ausdrücklich keine Berechtigung zu Schweißarbeiten oder zur Fertigung tragender Konstruktionen.

Typische Fehler und Rückmeldung: Werden alle fünf Teile als 1.200 mm kalkuliert, stimmt die Geometrie nicht; überprüfe, wo die Vertikalteile zwischen den Horizontalen sitzen. Wenn die Schnittfugen fehlen, wird die Stange rechnerisch zu kurz genutzt. Wenn aus dem CAD eine reale Schweißnahtqualität abgeleitet wird, fehlt ein eigenständiger fachlicher Prüfbericht. Wenn ein Maß außerhalb ±2 mm liegt, kennzeichne den Abweichungsfall, analysiere Ursachen und lasse eine Korrektur fachlich freigeben statt Werte still zu ändern.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Fachwissen prüfen

Welche Unterlage legt die Lage mehrerer zusammenwirkender Profilteile besonders übersichtlich dar? (Gesamtzeichnung) (!Kassenbeleg) (!Werkstoffkatalog ohne Maße) (!Entsorgungsnachweis)

Wie lang ist im Beispiel ein senkrechtes Profil zwischen zwei 30 mm hohen Außenprofilen bei 600 mm Gesamthöhe? (540 mm) (!600 mm) (!570 mm) (!660 mm)

Welche Größe muss bei der Materialbedarfsplanung zusätzlich zur Summe der Fertiglängen berücksichtigt werden? (Schnittfugen und notwendige Zugaben) (!Nur die Anzahl der Zeichnungsansichten) (!Nur die Farbe der Werkstattwände) (!Nur der Dateiname)

Welcher Vorteil spricht bei passendem Einsatz für ein geschlossenes Hohlprofil im Rahmenbau? (Günstige Torsionseigenschaften des geschlossenen Querschnitts) (!Tragfähigkeit ist ohne Nachweis garantiert) (!Korrosion ist grundsätzlich ausgeschlossen) (!Schweißnähte müssen nie geprüft werden)

Was kennzeichnet das MAG-Schweißen im Vergleich zum MIG-Schweißen? (Verwendung eines aktiven Schutzgases) (!Es braucht grundsätzlich kein Schutzgas) (!Es schmilzt immer ohne Lichtbogen) (!Es ist ausschließlich für Kunststoffe geeignet)

Warum wird eine Schweißfolge vorab geplant? (Um den Wärmeeintrag und möglichen Verzug zu berücksichtigen) (!Damit alle Bauteile ohne Messung passen) (!Weil dadurch keine Gefährdungsbeurteilung nötig ist) (!Damit Werkstoffeigenschaften keine Rolle spielen)

Welche Bedingung kann Kontaktkorrosion zwischen verschiedenen Metallen begünstigen? (Elektrischer Kontakt und gemeinsamer leitender Feuchtigkeitsfilm) (!Nur gleiche Farbe der Metalle) (!Allein gleiche Länge der Profile) (!Ausschließlich eine trockene Kunststofftrennung)

Was ist eine sinnvolle erste Maßnahme gegen Schweißrauch nach dem Schutzkonzept? (Geeignete Erfassung nahe der Entstehungsstelle planen) (!Nur ein Fenster ohne weitere Prüfung öffnen) (!Schutzbrille statt Absaugung vorsehen) (!Unbekannte Oberflächen direkt überschweißen)

Wozu dient der Soll-Ist-Vergleich im Prüfprotokoll? (Zum nachvollziehbaren Beurteilen der festgelegten Qualitätsmerkmale) (!Zum Ersetzen der Fertigungszeichnung) (!Zum Verschweigen gemessener Abweichungen) (!Zum automatischen Erteilen einer Bauzulassung)

Welche Handlung ist ohne befugte Aufsicht bei der Übungsaufgabe angemessen? (CAD-Zuschnitt und kartonbasiertes Funktionsmodell erstellen) (!Eine Gasflasche eigenständig anschließen) (!Eine Schweißanlage ohne Unterweisung einschalten) (!Ein unbekanntes beschichtetes Profil thermisch trennen)

Memory

Aufmaß	Systematisch dokumentierte Istmaße des Einbauorts
Stückliste	Aufstellung aller Bauteile mit Menge und Bezeichnung
Schnittfuge	Beim Trennen verbrauchte Materialbreite
Kehlnaht	Schweißnaht an einer Winkelfuge
Wärmeeinflusszone	Werkstoffbereich mit schweißbedingter thermischer Veränderung
Opferanode	Weniger edles Metall für elektrochemischen Schutz

Drag-and-drop

Ordne jeden Fachbegriff seiner Funktion zu.

Passenden Begriff zuordnen	Erläuterung
Gesamtzeichnung	Zeigt das Zusammenwirken der Konstruktionsteile
Arbeitsplan	Legt die sinnvolle Fertigungsreihenfolge fest
Messschieber	Prüft geeignete Längen und Querschnittsabmessungen
Schweißanweisung	Beschreibt freigegebene Verfahrensvorgaben
Prüfprotokoll	Dokumentiert Sollwerte, Istwerte und Bewertung

Kreuzworträtsel

Aufmaß	Wie heißt die systematische Erfassung tatsächlicher Abmessungen vor Ort?
Kehlnaht	Welche Schweißnahtform entsteht an einer Winkelfuge?
Hohlprofil	Welcher Profiltyp umschließt einen inneren Hohlraum?
Verschnitt	Wie heißt beim Zuschnitt nicht als Produktlänge genutztes Material?
Korrosion	Wie heißt die umgebungsbedingte Veränderung von Metallwerkstoffen?
Messschieber	Welches verschiebbare Längenmessgerät wird für Außen- und Innenmaße verwendet?

LearningApps

Durchsuche LearningApps nach ergänzenden interaktiven Übungen zu Profilkonstruktionen; die angezeigten externen Angebote sind eigenständige Drittinhalte und wurden nicht einzeln fachlich zertifiziert.

Lückentext

Die systematisch dokumentierte Maßaufnahme am Objekt heißt

.

Eine Aufstellung aller Profilteile und Mengen nennt man

.

Die Breite des Materialverlusts beim Sägen heißt

.

Bei einem idealen quadratischen Hohlprofil wird die Querschnittsfläche in

angegeben.

Das Schutzgasschweißverfahren mit aktivem Gas heißt

.

Der an die Schweißnaht angrenzende thermisch veränderte Bereich heißt

.

Die Korrosion verschiedener elektrisch verbundener Metalle im Elektrolyten heißt

.

Eine geeignete Farbbeschichtung dient vorrangig dem

Korrosionsschutz.

Der Vergleich festgelegter Anforderungen mit gemessenen Ergebnissen ist der

.

Die schriftliche Aufzeichnung von Messergebnissen heißt

.

Offene Aufgaben

Leicht

Profilformen erkennen: Zeichne fünf unterschiedliche Querschnitte und erkläre in eigenen Worten jeweils einen typischen Einsatz sowie eine Auswahlgrenze.
Zeichnung markieren: Unterstreiche in einer fiktiven Gesamtzeichnung Maße, Werkstoffangaben, Revisionsstand und noch zu klärende Anforderungen.
Gefährdungskarte: Stelle für Metallbandsäge, Schweißarbeitsplatz und Druckgasflasche je zwei Gefährdungen und zwei notwendige Schutzfragen ohne praktische Durchführung zusammen.
Korrosionsbeobachtung: Dokumentiere an frei zugänglichen, ungefährlichen Beispielbildern drei Korrosionserscheinungen und formuliere mögliche Ursachen.

Standard

Digitale Stückliste: Erstelle für ÜB-LF6-01 eine Tabelle der fünf Zuschnitte; verknüpfe sie mit den Zeichnungspositionen und einer Versionskennung.
Diagonalenvergleich: Berechne den Sollwert der Rahmendiagonalen und bewerte zwei frei erfundene Messreihen anhand der vorgegebenen Übungstoleranzen.
Fertigung simulieren: Entwickle einen bebilderten Ablaufplan für den Rahmen, ordne Prüfpunkte zu und stelle das Fügen ausschließlich mit Papierstreifen oder CAD dar.
Materialreste nutzen: Berechne bei einer Stange von 6.000 mm mit fünf angenommenen Schnittfugen den verbleibenden Rest; schlage zwei sinnvolle Weiterverwendungen vor.

Schwer

Variantenvergleich: Vergleiche ein Quadrat-Hohlprofil aus Stahl mit einer konstruktiv geeigneten Aluminiumvariante unter Gewicht, Korrosionsrisiko, Fügbarkeit und Kosten; kennzeichne fehlende Herstellerdaten.
Schweißfehleranalyse: Untersuche ausschließlich Fotos oder freigegebene Prüfbeispiele auf mögliche Oberflächenunregelmäßigkeiten; erläutere, warum Sichtprüfung allein keine allgemeine Freigabe ist.
Materialpaarung prüfen: Entwickle für einen fiktiven feuchten Außenbereich ein Konzept zur Vermeidung galvanischer Korrosion zwischen zwei unterschiedlichen Metallen und bewerte konstruktive Alternativen.
Änderungsauftrag bearbeiten: Simuliere einen nachträglichen Änderungswunsch auf 1.350 mm Rahmenbreite; aktualisiere Zeichnung, Zuschnitt, Verschnitt, Prüfplan und Kostenübersicht vollständig und revisionssicher.

Lernkontrolle

Anforderungen prüfen: Erkläre anhand eines unvollständigen Übungsauftrags, welche Angaben vor Materialwahl und Sicherheitsentscheidung ergänzt werden müssen.
Rechenfehler finden: Widerlege die Aussage, drei senkrechte 600-mm-Profile ergäben bei außenliegenden 30-mm-Horizontalprofilen eine Gesamthöhe von 600 mm; liefere den korrekten Rechenweg.
Verfahrenswahl begründen: Vergleiche zwei geeignete Trennverfahren unter Genauigkeit, Materialverlust, Maschinenverfügbarkeit, Emissionen und Qualifikationsbedarf.
Wärmeeinfluss erklären: Erläutere, wie örtliches Erwärmen und Abkühlen eine maßhaltige Profilkonstruktion verändern können; schlage ungefährliche Simulationen und fachliche Kontrollpunkte vor.
Schutzkonzept entwickeln: Begründe für ein Außenbauteil eine passende Kombination aus Werkstoffwahl, Entwässerung, Trennung ungleicher Metalle und Oberflächenschutz.
Prüfentscheidung dokumentieren: Bewerte die simulierten Maße 1.201 mm × 600 mm sowie Diagonalen 1.342 und 1.343 mm. Trenne messbar bestanden von nicht durch CAD nachgewiesener Schweißnahtqualität.

Lernnachweis

Abzugeben ist eine anonymisierte digitale oder papierbasierte Projektmappe für ÜB-LF6-01: (1) analysierter Auftrag mit nachvollziehbar fiktiven Kundenanforderungen, (2) bemaßte Gesamtzeichnung plus zwei geeignete Einzelteilansichten und Revisionskennung, (3) vollständige fünfteilige Stückliste, (4) hergeleitete Rechnungen zu Zuschnitt, Schnittverlust, Masse, Diagonale und Übungskosten, (5) genehmigungsfähiger Arbeitsplan mit Gefährdungsfragen und sicherer Modellalternative, (6) qualitativ begründete Verfahrens- und Korrosionsschutzwahl, (7) ausgefüllter Soll-Ist-Prüfbogen einschließlich offener nicht geprüfter Merkmale, (8) Reflexion zu Reststücknutzung, Datenminimierung und möglichen Fehlerursachen. Präsentiere die Entscheidungen in fünf Minuten und beantworte eine Änderungsfrage.

Erwartetes Mindestniveau: Rechnungen sind einheitenrichtig und reproduzierbar, Maße stehen in nachvollziehbarem Bezug zur Zeichnung, jede Arbeitshandlung hat einen geeigneten Kontrollpunkt und reale Gefahrenarbeiten werden ohne schriftliche Fachfreigabe nicht durchgeführt. Das Bewertungsraster mit 100 Punkten steht im Praxisfall. Individuelle Rückmeldung: Benenne bei unklaren Maßen die nötige Nachmessung; bei Rechenfehlern den ersten falschen Schritt; bei unvollständigem Prüfnachweis die noch ausstehende Kontrolle. Dieses Lernprodukt ist keine amtliche Prüfung oder betriebliche Befugnis.

OER und Wikipedia

Fachliche Primärquellen und Regelwerksnachweise (Stand der Prüfung: Oktober 2026):

KMK-Rahmenlehrplan Metallbauer/Metallbauerin, PDF-Seite 14, Lernfeld 6, 80 Stunden; Bildungsziel und Themenfelder, historischer Beschluss 2002.
BIBB: Metallbauer/in, Fachrichtung Konstruktionstechnik, Berufsprofil und Verweise auf Ausbildungsrecht.
Ausbildungsordnung Metallbauer/Metallbauerin vom 25.07.2008, auf der amtlichen Rechtsplattform geprüfter Verordnungstext; aktuelle betriebliche Umsetzung mit Ausbildungsplan abstimmen.
BAuA: TRGS 528 Schweißtechnische Arbeiten, Fassung zuletzt geändert am 07.08.2020; Gefahrstoffschutz und Gefährdungsbeurteilung.
DGUV Information 209-010 Lichtbogenschweißen, Fachinformation zu elektrischen, thermischen, Strahlungs-, Rauch- und Gasgefahren.
BAuA: TRBS 1111 Gefährdungsbeurteilung, Änderungen und Berichtigungen bis 2025 auf der Herausgeberseite.
DIN EN ISO 5817:2023-07, offizieller Normenkatalog zum Bewerten bestimmter Schmelzschweißnaht-Unregelmäßigkeiten. Keine Normtabellen übernommen.
DIN EN 1090-2:2024-09, offizieller Normenkatalog zur Ausführung von Stahltragwerken, nur soweit im Einzelfall einschlägig. Keine Normtexte reproduziert.
Wikipedia: Profilstahl, offen lizenzierter Überblick zu Querschnitten; fachliche Detailangaben mit Herstellerunterlagen gegenprüfen.
Wikipedia: Bimetallkorrosion, Einstieg zur Kontaktkorrosion.

Wikipedia-Einbettung: Der deutschsprachige Artikel Profilstahl dient zur offenen Vertiefung; eine Einbettung kann vom Browser durch die Sicherheitsrichtlinien der externen Plattform blockiert werden.

Medien- und Lizenznachweis zu den tatsächlich eingebundenen Commons-Dateien: Alle genannten Dateiseiten wurden hinsichtlich Existenz, Urheber und Lizenz geprüft. Die Abbildungen sind Illustrationen, keine Betriebsanleitungen. Bei Weiterverwendung gelten die jeweiligen Lizenzpflichten und gegebenenfalls ShareAlike-Bedingungen.

Commons-Datei	Urheber	Lizenznachweis	Originalseite
Konstruktionsstål.JPG	Steel Construction	Gemeinfrei laut Dateiseite	Commons-Datei
IPE 80.svg	Cdang	CC0 1.0	Commons-Datei
Migpipe.jpg	Weldscientist	CC BY-SA 4.0	Commons-Datei
Galvanic-corrosion scheme.png	Cl Cu111	CC BY-SA 3.0	Commons-Datei
Schichtdickenmessung.jpg	Trissi1234	CC BY-SA 4.0	Commons-Datei

Videos und Rechtehinweis: „MAG Schweißen Grundlagen“ – Classic-Car.TV, veröffentlicht 2020; „Galvanische Korrosion einfach erklärt!“ – Aufstiegscampus, veröffentlicht 2025. Die realen YouTube-Einträge wurden titel- und themenbezogen nachgewiesen; die Videos sind keine CC-OER und werden nur als externe Plattform-Einbettung angeboten. Eine inhaltliche Vollprüfung jedes gesprochenen Satzes ist nicht möglich; sicherheitsrelevante Aussagen mit den Fachregeln oben abgleichen. Keine Sofatutor-Medien verwendet.

Praxisgrenzen: Betrieblichen Ausbildungsplan, jeweils zuständige Handwerkskammer und den verbindlichen Landeslehrplan berücksichtigen. Recht, Normen und Herstellervorgaben auf ihren aktuellen Geltungsstand und konkreten Anwendungsbereich prüfen. Das hier entwickelte Material behauptet weder amtliche Anerkennung eines Kurses noch Prüfungszulassung oder Berechtigung zu gefährlichen Tätigkeiten.