De Arbeitsanleitung Weichloeten 100603 RZ D 003 08-07-06112008
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RHEINZINK® -ARBEITSANLEITUNG WEICHLÖTEN 3. aktualisierte Auflage
Breite des Bunds mit der Druckerei abklären!
1. EinlEitung S. 7
2. VortEilE dEs WEichlötEns S. 8
3. WErkstoff rhEinZink®
3.1 Legierung, Qualität und S. 9 Umweltverträglichkeit3.2 Kennzeichnung S. 103.3 Werkstoffeigenschaften S. 113.4 Oberflächen S. 123.4.1 RHEINZINK®-walzblank S. 123.4.2 RHEINZINK®- „vorbewittert pro blaugrau”/ „vorbewittert pro schiefergrau” S. 12 4. BEgriffsBEstimmung und tEchnischE VorschriftEn4.1 Löten S. 144.2 Weichlöten – Hartlöten S. 144.3 Forderung an eine fachgerechte Lötnaht S. 154.3.1 Sicherheitsvorschriften S. 16
inhalt
5. lötstoffE, WErkZEugE und arBEitsmittEl S. 185.1 Lötkolben S. 205.1.1 Lötkolbenpflege S. 225.2 Zinnlote S. 225.2.1 Forderungen der DIN EN 29453 „Weichlote – Chemische Zusam- mensetzung und Lieferformen” S. 265.2.2 Eigenschaften antimonarmes Zinnlot S. 285.2.3 Bedeutung des Zinnanteils S. 295.2.4 Schmelzbereich Zinnlot/ Arbeitstemperatur S. 305.3 Flussmittel S. 315.3.1 Forderungen der DIN EN 29454 „Flussmittel zum Weichlöten – Einteilungen und Anforderungen – Teil 1: Einteilung, Kennzeichnung und Verpackung“ S. 335.3.2 Wirkungstemperatur Flussmittel S. 365.4 Salmiakstein S. 36
6. lötVorBErEitung S. 376.1 Säuberung der zu verbindenden Teile S. 376.2 Verbinden der Werkteile: Über- lappung und Lötspalt herstellen S. 38
7. WEichlötVErfahrEn S. 397.1 Auftragen des Flussmittels S. 397.2 Heften S. 397.3 Lötprozess S. 407.3.1 Führung des Lötkolbens S. 427.3.2 Mögliche Fehlerquellen S. 437.4 Legierungsbildung im Lötspalt S. 457.4.1 Lötnahtfestigkeit S. 467.5 Nachbehandlung Lötnaht S. 477.6 Eigenschaften Lötnaht S. 477.7 Löten von Steignähten S. 487.8 Vorverzinnen S. 48
inhalt inhalt
7
EinlEitung
8. längEnändErungsVErhaltEn S. 498.1 Ausbildung der temperaturbe- dingten Längenänderungen von Bauprofilen S. 498.2 Maximale Abstände für Bewegungsausgleicher S. 50
9. gEltEndE normEn S. 51
kontakt S. 53
1. Einleitung
Diese Arbeitsanleitung informiert ausführlich über die Ver bin dungs-tech nik Weichlöten im Zusam men -hang mit dem Werkstoff RHEIN-ZINK®. Gerade dem jungen Hand werker werden tiefe Ein-blicke in das Weich löt ver fah ren ge geben, Sinn und Hintergrund er läutert.Ne ben Begriffsbestimmungen und der Vorstellung notwendi ger Werk -zeuge werden die Arbeits vorbe rei -tung sowie das Weichlöt ver fah ren detailliert beschrieben. Dabei wer - den die Forderungen von Re gel-werken be rück sichtigt.
Mit der Umstellung von unle gier-tem auf legiertes Zink (Titanzink) Mitte der sechziger Jahre ge wann die Verbindungstechnik Löten ne-ben dem Falzen an Bedeutung. Insbesondere im Bereich der Dach entwässerung und Verwah-rung hat sich das Weichlöten zur Erstel lung ei ner stoffschlüssigen und was ser dichten Ver bindung eu ro pa weit durchgesetzt.Die hier vorgestellten Arbeitsmetho -den gelten für alle RHEINZINK®-Oberflächenqualitäten, d.h. walz -blank, „vorbe wit tertpro blaugrau” und „vorbe wit tertpro schiefergrau”.Alle Komponenten (Lot, Fluss mit tel, Werkzeuge etc.), die das Weich -lö ten als komplexen Arbeits schritt definieren, müssen un be dingt auf-einander abgestimmt sein.
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RHEINZINK® ist ein natürlicher Werkstoff, der die heutigen stren-gen ökologischen Anforderungen in vielen Bereichen schon im mer er -füllt hat. Hierfür stehen modernste Produktionsanlagen, eine durch-dachte Lo gistik und die güns tigen Verar beitungsei gen schaf ten.
Entsprechend der gesamtheit li chen Bewertung des DIBU ist RHEIN -ZINK® als umweltverträgliches Bau - produkt deklariert. Die Prüfung der Umwelt- und Gesundheitsver-träg lich keitskrite rien umfasst dabei den gesamten Lebenszyklus der RHEINZINK®-Produkte, von der Roh stoffgewinnung über die Ver-arbeitung und Nutzung bis hin zu Recycling/Entsorgung (Zertifikat bitte anfordern).
3. Werkstoff rhEinZink®
3.1 legierung, Qualität und umweltverträglichkeit
RHEINZINK® ist Titanzink nach DIN EN 988. Die RHEINZINK®-Legierung besteht aus Elektro l yt-Feinzink nach DIN EN 1179. Sie hat ei nen Reinheitsgrad von 99,995 % mit exakt bestimmten Anteilen von Kupfer und Titan.RHEINZINK®-Produkte sind zerti-fiziert nach DIN EN ISO 9001: 2000 und un terliegen der frei-willigen Prüfung durch die TÜV Rheinland Group nach dem stren-gen „QUALITY ZINC“ Kriterienka-talog (bitte anfordern).
Das Weichlöten wird in der was-serführenden Ebene eingesetzt, dort wo das Falzen die Sicherheit vor Wassereindrang nicht mehr erfüllen kann. Durch diese wich -tige Funktion in genau definierten Bereichen erhält das Löten seine besondere Berechtigung.
2. Vorteile der Weichlötver- bindung mit rhEinZink®
schnelle und einfache Arbeitsmethode
nur ein Arbeitsgang erforderlich
zusätzliches Nieten nicht erforderlich
dauerhaft wasserdicht durch hohe Rekristallisation
keine Grobkornbildung (= keine Versprödung im Bereich der Lötnaht), d.h. gleichbleibende Festigkeit
die richtig ausgeführte Weichlötverbindung erreicht die Festigkeit des Grundwerkstoffes RHEINZINK®
niedrige Arbeitstemperatur
Der Arbeitsschritt Löten wird be-vorzugt im Bereich der Dach ent-wässerung, Abde ckungen und Ver -wah rungen eingesetzt, um Was-ser eindrang in die Konstruktion aus zu schließen. Mit dieser Funk-tion trägt das Löten ent scheidend zum Schutz und zur Le bensdauer an de rer Ge bäu de teile bei.
* Fachbuch RHEINZINK® – Anwendung i. d. Architektur Kap. I. 2.2
VortEilE dEs WEichlötEns WErkstoff rhEinZink®
Bleibende Werte Über die gesetzli che Haftung hin-aus geben wir Ihnen eine Garan-tie auf unseren Werkstoff RHEIN-ZINK®.
Die Garantiezeit beträgt beruhi-gende 30 Jahre – die maximale Garantiezeit, die uns der Gesetz-geber er laubt. Das schafft Sicher-heit.
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WErkstoff rhEinZink® WErkstoff rhEinZink®
3.2 kennzeichnung 1.1 RHEINZINK®-Tafeln und -Bänder: fortlaufende Stem- pelung an der Metallunter- seite als Farb stempelung.
1.2 Dachrinnen und Regenfall- rohre: fortlaufende Stempe- lung als Prägestempel.
1.3 Zubehör für Dachent wässe- run gen: als Prägestempel.
1.4 Paletten mit Dachent wässe - rungs produkten: Aufkleber auf der Verpackung mit entsprechenden Pro dukt- daten.
3.3 Werkstoffeigenschaften
Dichte (Spez. Gewicht) 7,2 g/cm3
Schmelzpunkt 418 °C Rekristallisationsgrenze
> 300 °C Ausdehnungskoeffizient in
Walz-Längsrichtung* 2,2 mm/m · 100 K
Metalldicke
Tabelle 1: Gewichtstabelle für übliche Nenngrößen und Metalldicken in kg/m
Nenngröße (Zuschnitte)
1000 670 600 500 400 333 280 250 200 7,20 4,82 4,32 3,60 2,88 2,40 2,02 1,80 1,44 5,76 3,86 3,46 2,88 2,30 1,92 1,61 1,44 1,15 5,04 3,38 3,02 2,52 2,02 1,68 1,41 1,26 1,01
Metalldicke, mm
1,000,800,70
DE EN612 Zn DN 100 0,7
MADE IN GERMANY HSF
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* Fachbuch RHEINZINK® – Anwendung i. d. Architektur Kap. I. 2.2.5/I. 3.4
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WErkstoff rhEinZink® WErkstoff rhEinZink®
Bild 1: RHEINZINK®- Oberflächen walzblank, „vorbewittert pro blaugrau“ und „vorbewittert pro schiefergrau“
1.7.2 rhEinZink®-„vorbewit- tert pro blaugrau“/ „vorbewittert pro schiefer- grau“Speziell zur Anwendung in Berei-chen, bei denen ein „fertiges“ Bild der RHEINZINK®-Oberfläche be-reits bei Schlüsselübergabe ge-wünscht wird, wurde vor vielen Jahren von RHEINZINK die Quali-tät „vorbewittert pro blaugrau“ und seit 2003 die Qualität „vorbewit-tert pro schiefergrau“ entwickelt.Das von RHEINZINK eingesetzte, weltweit einmalige Vorbewitte-rungsverfahren hat zwei entschei-dende Vorteile: Die Beize gibt der Oberfläche die Optik einer Patina, wie sie sonst erst nach längerer Zeit durch natürliche Einflüsse ein-tritt. Die RHEINZINK®-Qualität „vor-bewittert pro schiefergrau“ ist sehr
dunkel und weist, wie bei Schiefer, im Regelfall einen leichten Grün-Grauschimmer auf. Bei diesem Beiz-prozess allerdings bleiben die na-türlichen Ober flächeneigen schaf ten erhalten – die Ober fläche bleibt ohne Vorbehandlung lötbar und patiniert entsprechend der natür-lichen Gegebenheiten. Das sicht-bare „Altern in Würde” wird also nicht behindert und hat sich über viele Jahrzehnte in der Praxis be-währt.Das Material reduziert weitestge-hend für Dünnblech typische Re-flektionen der Oberfläche (Wellen-erscheinung). 1988 wurde eine Großanlage in Betrieb genommen, in der bis zu 1000 mm (blau grau) und 700 mm (schiefergrau) breite Bänder nach einem Säuberungs-vorgang einer Beizung unterzogen werden. Diese Beizung ergibt eine gleichmäßige Farbgebung, die je-doch nicht mit einem RAL-Farbton verglichen werden kann.Das 100 % recyclefähige Material ist durch eine neue organische Oberflächenbehandlung weitest-
1.7.1 rhEinZink®-walzblankAnwendung für alle Klempnerar-beiten in Falz- und Löttechnik. Die natürliche Patina bildet sich je nach Anwendung, Dachneigung etc. zeitlich unterschiedlich.
1.7 oberflächen
Die Oberflächen der Ober- und Unterseiten von RHEINZINK® un-terscheiden sich optisch aus walz-technischen Gründen. Bänder und Tafeln sind an der Metallunterseite mit einem fortlaufenden Stempel gekennzeichnet, die Walz richtung deutlich erkennbar.Bei der Verarbeitung beachten: Oberseite grundsätzlich im Sichtbereich anordnen bei Scharlängen ≤ 1,0 m einheitliche Walzrichtung bei Herstellung/Montage einhalten
gehend gegen Verarbeitungsspu-ren wie Fingerabdrücke geschützt. Auch wird ein verbesser ter Schutz bei Lagerung und Transport erzielt. Für die Verarbeitung in Rollform-Profiliermaschinen bedeutet dieser Schutz film eine ölfreie Umformung.
Hinweis:Generell sollte objektbezogen eine char genweise Bestellung erfolgen, um eventuell optisch auftretende Beeinträchtigungen auszuschließen.Oberflächige Beeinträch tigungen sind rein optischer Natur und glei-chen sich in der Regel im Zuge der Patinabildung sukzessiv an.Zum Schutz der Oberfläche wäh-rend der Montage, des Transports und der Lagerung und zum Schutz vor negativen Einflüssen während der Bauphase werden die Fassa-den-Systeme foliert. diese folierung ist eine werkseitig aufgebrachte, einseitig selbstkle-bende schutzfolie, die nach der montage, am Ende jeden arbeits-tages, direkt zu entfernen ist.
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BEgriffsBEstimmung und tEchnischE VorschriftEn
4. Begriffsbestimmung und technische Vorschriften
4.1 löten
Löten bezeichnet allgemein das dichte und feste Verbinden metal-li scher Werkstoffe durch das Schmel zen von Zusatzmetallen, dem Lot, wobei die zu verbinden-den Grund werkstoffe im festen Zu stand verbleiben, sich aber in ge ringem Um fang an der Ober-fläche mit dem Lot verbinden. Die Schmelztempe ratur des Lotes muss unterhalb des Schmelz-punktes der Grundwerkstoffe liegen.
Lote bestehen aus Metall-Legie - run gen, die in einem bestimmten Schmelzbereich flüssig werden.
4.3 forderung an eine fachgerechte lötnaht
Nach den Fachregeln des ZVSHK (Zentralverband Sanitär, Heizung, Klima), des ZVDH (Zentralverband Dachdecker-Handwerk) und RHEIN -ZINK-Empfehlung:
Überlappungsbreite = gebundene, durchgelötete lötnahtbreite
Anwendungsbereiche empfohlene Überlappung ≥ 10 mm - ca. 15 mm
4.2 Weichlöten – hartlöten
Diese Verfahren unterscheiden sich durch die Löttemperatur:
Weichlöten: Löttemperatur ca. 250 °C, geeignet für RHEINZINK®, da sein Schmelzpunkt bei 418 °C liegt
Hartlöten: Löttemperatur > 450 °C, für RHEINZINK® ungeeignet
(Kap. 2 „Vorteile der Weichlöt ver -bindung mit RHEINZINK®“)
lötspalt in allen Bereichen ≤ 0,5 mm
(Kap. 6.2 „Verbinden der Werk-teile: Überlappung und Lötspalt”)
BEgriffsBEstimmung und tEchnischE VorschriftEn
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BEgriffsBEstimmung und tEchnischE VorschriftEn
BEgriffsBEstimmung und tEchnischE VorschriftEn
4.3.1 sicherheitsvorschriften
Der Arbeitsgang Löten unterliegt durch den Einsatz der notwendi -gen Arbeitsmittel gemäß Kap. 5 strengen Anforderungen an die Si cherheit. Dies gilt nicht nur wäh-rend des Arbeitens für den Men-schen, sondern auch für die Lage -rung und bei der Entsorgung.
Die wichtigsten Hinweise, die den Umgang mit den von RHEIN-ZINK empfohlenen Hilfsmitteln betref fen, fassen wir wie folgt zusam men:
Weichlot/Zinnlot Personen: während des Ar-
beitens eine gute Raumbe- lüf tung sicherstellen. Ein Löt- arbeitsplatz im geschlosse- nen Raum muss je nach Be- lastung der Raumluft mit freigesetzten, gesundheits- schädlichen Stoffen zusätz- lich mit einer Absaugvor- richtung ausgestattet sein. Es gelten die Grenzwerte der Gefahrenstoffverordnung/ Arbeitsstättenverord nung.
Lagerung: trockene Lage- rung; keine Zu sammenla- gerung mit Salpetersäure und organischen Säu ren.
Entsorgung: Kontamination von Boden und Gewässer mit Blei und seinen Verbin- dungen strikt vermeiden.
flussmittel Personen: Berührung mit
den Augen und der Haut – besonders bei Haut wunden – vermeiden (Fluss mittel sind ätzend, Werkstatt oder Arbeitsplatz hinreichend lüften).
Lagerung: kühl lagern und für ausreichende Lüftung sorgen; nicht zusammen mit Laugen lagern.
Entsorgung: empfohlen wird unter Beachtung der örtlichen gesetzlichen Vor- schriften eine geeignete, zugelassene Deponie.
salmiakstein Personen: reizt Schleim-
haut/Augen; Ar beiten da- her in be lüfteten Räumen ausführen.
Lagerung: trocken, nicht mit Oxida tions mitteln, Nitriten, Nitraten lagern, vor alka- lisch reagierenden Substan- zen schützen.
Entsorgung: empfohlen wird unter Beachtung der örtlich gesetzlichen Vor- schriften eine geeignete, zugelassene Deponie. löten mit PropangasPropangas ist ein handelsübliches Produkt. Es gelten die entsprechen-den Sicherheitshinweise bzw. Si -cher heitsdatenblätter des jewei li -gen Herstellers.
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5. lötstoffe, Werkzeuge und arbeitsmittel
Propan-Regler mit 0,425 kg Montageflasche (Bild 2) Lötkolben einschließlich Hochdruckschlauch (Bild 3) Flussmittel: Lötwasser Firma Felder „ZD-pro“ Hinweis: Für RHEINZINK®- walzblank kann darüber hinaus auch weiterhin „Z-04-S“, Firma Chemet, verwandt werden. Entgrater (Bild 5) Zinnlot im Bunde (Bild 6) Blechschere (Bild 7)
Putzlappen Schaber/Reinigungs - schwamm (Pad) Schmirgel (280 Körnung) Oberflächenfinish ROTOL® Formula A2
Bild 2 Bild 3
Bild 7Bild 6Bild 5
Bild 4
lötstoffE, WErkZEugEund arBEitsmittEl
lötstoffE, WErkZEugEund arBEitsmittEl
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lötstoffE, WErkZEugEund arBEitsmittEl
lötstoffE, WErkZEugEund arBEitsmittEl
Bild 8: Hammerkolben
5.1 lötkolben
Entsprechend dem Einsatzbereich wird unterschieden in
Hammerkolben: für bauübliche Überlappungen
Spitzkolben: nur für Hammerkolben unzu - gäng liche Stelle (schlechte Wärmequelle)
Sonderformen: für Ornamentarbeiten etc.
Lötkolben (Hammerkolben) mit ei-nem Gewicht von > 350 g, bes ser 500 g, gewährleistet eine ausrei-chende Wärmespeiche rung ohne Überhitzung. Eine breite Aufl ager-fläche sichert den schnellen und gleichmäßigen Wärmeübergang auf die Lötstelle. Die Wärme muss dem gesamten Überlap pungs be-reich zugeführt werden.
Hinweis: Das Lot fließt nur dorthin, wo die ent-sprechende Wärme aufgegeben wird.
Skizze 1: Lötkolben;Maße, Daten und Formen
~100
~15
~35
~30 ~25
Lötkolben > 350 g,besser 500 g
~21> 6
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lötstoffE, WErkZEugEund arBEitsmittEl
lötstoffE, WErkZEugEund arBEitsmittEl
5.2 Zinnlote
Aufgabe: Vollständige Ausbreitung
des Lotes auf dem Grund- werkstoff
Dauerhafte Vereinigung des Lotes mit dem Grund- werkstoff
Zur Erfüllung dieser Aufgaben müs-sen Lot und Grundwerkstoff auf-einander abgestimmt sein.
5.1.1 lötkolbenpflege
In zeitlichen Abständen zur Sicher-stellung der richtigen Form des Löt kolbens und guten Wärme leit-fähig keit:
Lötkolben neu schmieden seitliche Flächen und Finne
durch Feilen glätten
Zur Verringerung von Oberflä-chen oxidationen regelmäßige Säu berung des verunreinig ten Lötkolbens:
seitliche Fläche und Finne ver zinnen: der auf Arbeitstem - peratur erwärmte Kolben wird unter Hinzufügen von Zinnlot über einen Salmiakstein ge zo - gen, wobei sich die Kontakt- flächen mit Zinnlot überziehen (Kap. 5.4 „Salmiakstein” und Kap. 7.3 „Lötprozess”)
Hinweis: Eine richtig verzinnte Finne er leich-tert den Lötprozess erheblich und ist eine we sentliche Voraussetzung für eine fachgerechte Lötnaht.
Skizze 2: seitliche Fläche und Finne optimal verzinnen
FinneFläche
~35
~30
~21
> 6
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Bild 9 Bild 11
lötkolbenpflege arbeitsschritte
Pflegebedürftiger Lötkolben (Bild 9) Lötkolben schmieden (Bild 10) Lötkolben feilen (Bild 11) Fläche und Finne verzinnen (Bild 12) Lötkolben nach Pflege (Bild 13)
Bild 10
Bild 12 Bild 13
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Handelsübliche Herstellerkenn- Entspricht in der chemischenzeichnung Zusammensetzung der Kenn- zeichnung nach DIN EN ISO 9453 L -PbSn40(Sb) S-Pb60Sn40 (Legierungs-Nr.:1) L -Sn50Pb(Sb) [50/50*] S -Pb50Sn50 (Legierungs-Nr.:2) Erläuterung: Siehe unten Erläuterung: Ohne Antimon (Sb) - Angabe im Legierungszeichen, wenn 0,5 Gew. % Legierungsanteil nicht überschritten wird.
* bevorzugt für Werkstatt/Ornamentarbeiten
5.2.1 forderungen der din En iso 9453 „Weichlote – chemische Zusammensetzung und lieferformen“
Diese Norm ersetzt die DIN 1707. Enthalten sind in Ta belle 2 (s.u.) Forderungen für die chemische Zu sammensetzung bestimmter Grup pen von Weich lo ten wie z.B. Zinn- Blei, mit und ohne Antimon, wel-che zum Löten von RHEINZINK® maß geblich sind.Die Zinn-Blei - Legierung mit dem Kurzzeichen S-Pb60 Sn40 (DIN EN ISO 9453) ist identisch mit dem in Deutschland z. Z. noch handelsüblichen L – PbSn40(Sb).
kennzeichnungRHEINZINK empfiehlt als Weich-lotlegierung aus baupraktischen Gründen Lotstangen mit folgender Kennzeichnung.
Tabelle 2: Chemische Zusam-mensetzung von Zinn-Blei-Weich-lotlegierungen, Auszug ausDIN EN ISO 9453, Tabelle 1
L = Lot Pb = Plumbum = Blei Füllsubstanz 60 Gew. % Legierungsanteil Blei
Sn = Stannum = Zinn bewirkt den Lötvorgang
40 Gew. % Legierungsanteil Zinn
S - Pb 60 Sn 40
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lieferformz.B. Stange oder Stab
Produkteinheiteinzelne Stange oder Stab
BundeDie Summe von einer oder meh-reren Produkteinheiten aus einer Schmelze.
sicherheitshinweiseAlle Produkte müssen auch mit ent sprechenden Hinweisen für Ar beits- und Gesundheitsschutz ver se hen sein, die durch ent spre-chen de Bestimmungen oder Ge-setz des Herstellerlandes vorge-schrieben sind, oder im Auf trag aufgeführt werden.
5.2.2 Eigenschaften antimonarmes Zinnlot
Zum Weichlöten von RHEIN-ZINK® ist antimonarmes Zinnlot zu ver -wen den. Denn zuviel Anti-mon bil det grüt zige Legierungen mit hoher Schmelz tempe ra tur, die den Löt fluss be hin dern, die Lötver-bin dung spröde macht und zu gerin ger Lötnahtfestigkeit führt.
5.2.3 Bedeutung des Zinnanteils
Wesentlich für den Lötvorgang ist der Zinnanteil, der weitest ge-hend in hochreinem Zustand, d.h. ohne verunreinigende Metal-le (Kap. 5.2.1, Forderungen der DIN EN ISO 9453, Tab.1) vorlie-gen muss.Der Bleianteil ist beim Lot aufgrund seiner Eigenschaften nur Füllsub-stanz.40 % Zinnanteil ermöglicht die sehr guten Fließ- und Fes tig keits-be dingungen für die Lötver bin dun -gen in der Bau klemp ne rei.
Je höher der Zinnanteil umso niedriger der Schmelzbe-
reich, d.h. das Lot fließt schneller
heller und optisch an-spruchsvoller erscheint die Lötnaht
Größerer Bleianteil als 60 % macht die Löt naht dunkler und unsauber.
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lötstoffE, WErkZEugEund arBEitsmittEl
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5.2.4 schmelzbereich Zinnlot/ arbeitstemperatur
Der Schmelzbereich eines Lotes liegt zwischen der sogenannten Solidus- und der Liquidus-Tempe-ratur. Solidus (fest) bezeichnet den unteren Schmelzpunkt des Lo tes; Liquidus (flüssig) bezeichnet den oberen Schmelzpunkt des Lotes.
Der Schmelzbereich des S-Pb60Sn40 liegt bei:
Solidus – Temperatur: ca. 183 °C (ca. 456,15 K)
Liquidus – Temperatur: ca. 235 °C (ca. 508,15 K)
Hinweis: Innerhalb dieses Temperaturbe-reiches ist das Lot noch eine dick-flüs sige Masse, erst ab 235 °C ist es vollständig flüssig. Zur Sicher-stellung des vollständig flüssigen Zustandes während des gesamten Lötprozesses beträgt die Ar-beitstemperatur beim Löten von RHEINZINK® ca. 250 °C. Nur so wird eine durchgehend, fachlich ein wand freie Lötnaht gemäß RHEIN ZINK-Empfehlungen her ge-stellt. Bild 14: Auftragen
des Flussmittels
5.3 flussmittel
aufgaben flussmittel vorhandene Oxidreste
sowie Reste der Walz - emulsion des Werkstoffes RHEINZINK®-walzblank werden gelöst; vorhandener organischer, werkseitiger Oberflächenschutz bei den Oberflächen „vorbewittertpro“ wird entfernt
das Fließen des Lotes wird gefördert, nicht behindert
durch vollflächiges Auftra-gen wird vor erneuter Oxi-dation geschützt
Eine feste und dauerhafte Legie-rungsbildung des Zinnlotes mit dem Grundwerkstoff RHEINZINK® kann nur durch ein Fluss mit tel er-reicht werden, das in sei nen Be-standteilen, in Struktur und Gefü-ge auf den Lötprozess des Werk-stoffes RHEINZINK® abgestimmt ist.
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lötstoffE, WErkZEugEund arBEitsmittEl
lötstoffE, WErkZEugEund arBEitsmittEl
hinweise für das löten von rhEinZink-„vorbewittert pro“Die erzielten Ergebnisse in der Pra-xis haben gezeigt, dass die Löt-tech nik bei RHEINZINK®-„vorbe-wittert pro blaugrau“ und -„vorbe-wittert pro schiefergrau“ nur gering-fü gig von der bisherigen jahrzehn-te langen Praxis abweicht. Bei der Oberfläche RHEINZINK®-„vorbewittert pro schiefergrau“ wird zusätzlich zum Lötwasser ZD-pro das Felder-Lösemittel empfohlen. Durch das Lösemittel wird der temporäre, werkseitige Oberflä-chenschutz (pro-Schicht) gelöst. Eine oft verwendete Lösung ist das mechanische Entfernen des orga-nischen Oberflächenfinishes durch Reinigungsschwämme (Pads). Nach die ser Reinigung ist das Material herkömmlich lötbar.
Einhaltung der technischen Vorgaben, der richtigen Ar- beitsmittel, der erforderlichen Löttemperatur und der Fluss- mittelmenge. Je nach Technik zwei- bis dreimal die Oberflä- che einstreichen
das etwas andere Löten von RHEINZINK®-„vorbewittert pro
blaugrau“ sowie RHEINZINK®- „vorbewittertpro schiefergrau” wird nach kurzer Ein gewöh - nungszeit zum Alltag
Lötvorgang etwas langsamer als bisher durchführen, um die Übertragung der Löttempera- tur zu gewährleisten
bei Abdeckungen, falls not- wendig, das Lötwasser auch bei den aufeinanderliegen- den Oberflächen aufbringen
5.3.1 forderungen der din En 29454 „flussmittel zum Weichlöten – Einteilun- gen und anforderungen“ – teil 1: Einteilung, kenn- zeichnung und Verpack- ung
Diese Norm ersetzt DIN 8511 Teil 2. Abweichend werden die Fluss mittel gemäß dem Gruppenauf -bau nach den chemischen Haupt -bestandteilen aufgeteilt (Ta belle 3). Die bisherige Einteilung der Flussmittel ließ eine größere Aus-wahlmöglichkeit zu.
Kein Fluss mittel ist für sämtliche Grundwerkstoffe und Lotle gie run-gen sowie alle in Frage kommen-den Arbeitsweisen verwendbar. Eigenschaften und damit zusam-menhängende Zusammensetzun-gen der Flussmittel müssen des-halb angepasst werden.Um den Übergang auf die neuen Typ-Kurzzeichen zu erleichtern, sind die bisher festgelegten Fluss-mittel zum Weichlöten denen nach DIN EN 29454 -Teil 1 gegenüber-gestellt, wobei die Angabe der Fluss mittelart (flüssig, fest, Paste) unbe rücksichtigt bleibt.
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lötstoffE, WErkZEugEund arBEitsmittEl
lötstoffE, WErkZEugEund arBEitsmittEl
Typ-Kurzzeichen nach DIN 8511 Teil 2 / 05.88 DIN EN ISO 9453 Teil 1 Flussmittel, deren Rückstände Korrosion hervorrufen* f – sW –11 3.2.2** F – SW –12 3.1.1 F – SW –13 3.2.1
Flussmittel, deren Rückstände bedingt korrodierend wirken können F – SW -21 3.1.1 F – SW -22 3.1.2
etc. .. etc. .. * Daher müssen nach dem Lötprozess Flussmittelrückstände sorgfältig entfernt werden.** z.B. „ZD-pro“ der Firma Felder
Tabelle 3: Gegenüberstellung der Typ-Kurzzeichen nach DIN 8511 Teil 2 und DIN EN ISO 9453 Teil 1
Tabelle 4: Einteilung von Weich lötflussmitteln nach ihren Hauptbestandteilen
Flussmittel
Typ Basis Aktivator Art 1 Harz 1 Kolophonium (Harz) 1 ohne Aktivator A flüssig 2 ohne Kolophonium (Harz) 2 mit Halogen aktiviert *
2 Organisch 1 Wasserlöslich 3 ohne Halogene aktiviert B fest 2 nicht wasserlöslich 3 anorganisch 1 Salze 1 mit Ammoniumchlorid C Paste 2 ohne Ammoniumchlorid 2 säuren 1 Phosphorsäure 2 andere säuren 3 Alkalisch 1 Amine und/oder Ammoniak * andere Aktivierungsmittel dürfen verwendet werden.
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lötstoffE, WErkZEugEund arBEitsmittEl
6 lötvorbereitung
6.1 säubern der zu verbin denden teile
Allgemeine Anforderungen: die zu lötenden Oberflächen
RHEINZINK®-walzblank und RHEINZINK®-„vorbewittert pro“ müssen sauber sein
bei vorbewitterten Oberflä- chen sollte das Lösemittel zum Lötwasser ZD-pro, Fa. Felder, verwendet werden
säuberung:RHEINZINK®-walzblank:Die Oberfläche kann auch bei korrekter Lagerung leichte Oxid-schichten bil den.
Säuberung mechanisch: durch Schaben (Schaber) oder Schmir geln (Edelstahl- wolle)
Säuberung chemisch: mehrfaches Auftragen der geeigneten Flussmittel, wo- bei nach einer kurzen Ein- wirkzeit jeweils die RHEIN- ZINK®-Oberfläche vollstän- dig blank ist. Erfahrungsge- mäß genügt eine zweima- lige Behandlung.
Entfettung nicht erforderlich
Hinweis: RHEINZINK®-Oberflächen müssen grundsätzlich nicht entfettet wer-den!
kennzeichnung/Einteilung der flussmittelFlussmittel gemäß EN ISO 9454-Teil 1 sind nach ihren we sent li chen Bestandteilen einzuteilen und nach Tabelle 3 zu kennzeichnen:
RHEINZINK empfiehlt als Fluss mit- tel: Lötwasser der Firmen Felder „ZD-pro“. Dieses entspricht nach DIN EN 29454 -Teil 1 bzw. EN ISO 9454-Teil 1 dem Typ-Kurz zei-chen 3.2.2.; also „ein anorgani-sches auf Säure ba sierendes und mit Säure aktiviertes Fluss mittel”. (vor mals F-SW-11 gemäß Kenn-zeichnung nach DIN 8511-Teil 2). Die wichtigsten Sicherheitshin-wei se sind in Kap. 4.3.1 zu sam-men ge fasst.Bei der Oberfläche RHEINZINK®-„vorbewittert pro schie fergrau “ wird zusätzlich zum Lötwasser ZD-pro das Felder-Lösemittel empfohlen. Durch das Lösemittel wird der tem-poräre, werkseitige Oberflächen-schutz (pro-Schicht) gelöst.
5.3.2 Wirkungstemperatur flussmittel
Die Wirkungstemperatur des Fluss -mittels und die Arbeitstem pe ratur des Lotes müssen aufeinander ab -gestimmt sein, dabei liegt die Wir -kungstemperatur unterhalb der Arbeitstemperatur und ist während des Lötprozesses (Kap.7.3 „Löt-pro zess) zeitlich begrenzt.
5.4 salmiakstein
Salmiak: Ammoniumchlo rid (NH4Cl) ist ein weisses Salz. Der Salmiak-stein ist ein Block aus zu sam men-gepresstem Salmiakpul ver. Er wird zur Lötkolbenpflege (5.1.1) benö-tigt. Die Sicherheitsempfehlungen während des Arbeitens sowie bei der Lagerung und der Entsorgung müssen be ach tet werden (Kap. 4.3.1 „Si cherheitsvor schrif ten”).
arBEitsVorBErEitung
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arBEitsVorBErEitung
6.2 Verbinden der Blechteile: Überlappung und lötspalt herstellen
Die zu lötenden RHEINZINK®-Tei-le werden gemäß Kap. 4.3 „For-derung an eine fachgerechte Löt-naht” überlappt.
die Überlappungsbreite von ≥ 10 -15 mm im waagerech- ten und geneigten Bereich ist optimal, um volle Durch- lötung zu erzielen.
Lötspalt keinesfalls größer 0,5 mm: die Kapillarität (= Haarröhrchen-Anzie- hung) nimmt mit zuneh - mender Lötspaltöffnung ab. Die Folge: Flussmittel und Lot können nicht mehr aus- reichend in den Lötspalt eindringen. Bei zu großem Lötspalt zwi- schen den legierten Grenz- schichten liegt das normale Gussgefüge des Lotes mit einer wesentlich geringeren Festigkeit vor.
Hinweis: Je enger der Lötspalt bei optima-ler Überlappungsbreite, umso bes -ser die Kapillarkraft, umso durch-gehender die nachfolgende Legie -rungsbildung (Kap. 7.4.1 „Löt naht- festigkeit”) im Lötspalt.
7 Weichlötverfahren
7.1 auftragen des flussmittels
Flussmittel mit Pinsel voll- flächig und reichlich auf die Oberfläche der zu ver- bindenden Teile auftragen (Kap. 5.3) Hinweis für RHEINZINK®-walzblank: bei leichter Oxidschicht zwei- oder mehrmaliges Einstreichen mit Flussmittel (Kap. 6.1 „Säuberung der zu verbindenden Teile”) Hinweis: Alle zu verbin den den Teile sind be reits am Verlegetag zu löten, da sonst das Risiko einer nicht stoff schlüs sigen Löt naht durch Schmutz-/Stau beinwirkung sowie Feuchtigkeit besteht.
7.2 heften
Befestigen (Fixieren) der Überlappung durch Punktlöten.
Saubere RHEINZINK®-Oberflächen
Lötspalt ~0,2 mm, max. 0,5 mm
Skizze 3: Überlappung der Blechteile mit Lötspalt
Überlappung Blechteile≥10 -15 mm durchgelötet
Einstreichen derRHEINZINK®-Oberflächen
WEichlötVErfahrEn
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WEichlötVErfahrEn WEichlötVErfahrEn
7.3 lötprozess
Lötkolben auf die erforder- liche Arbeitstemperatur (ca. 250 °C) erhitzen
mit vorverzinnter Finne (Kap. 5.1.1 „Lötkolben- pflege”) auf die vorbereite- te Überlappung vollflächig aufsetzen, bis die zu ver- bindenden RHEINZINK®- Teile auf die Schmelztem- peratur des Lotes gebracht worden sind
das Lot wird am Lötkolben je nach Lotbedarf abge- schmolzen
Zinnlot dringt mit kapilla- rem Fülldruck in den Löt- spalt ein
Das Flussmittel erfüllt seit Errei-chen seiner Wirkungstemperatur zu diesem Zeitpunkt seine Auf-gaben:
vorhandene Oxidreste sowie Reste der Walz emul- sion des Werkstoffes RHEIN - ZINK®-walzblank werden gelöst und abgeführt
der Flüssigkeitsanteil des Flussmittels verkocht, die da- rin gelösten Salze Zink- und Ammoniumchloride bilden eine Schutzschicht gegen Oxidation
verbliebene Flussmittelrück- stände müssen mit einem feuchten Tuch abgerieben werden, damit die natürliche Bewitterung einsetzen kann Das einfließende Lot löst die Salz-
schmelze (Zinkammoniumchlo rid) und schiebt sie vor sich her, bis der gesamte Lötspalt metallbin dend ausgefüllt ist.
Skizze 4. Lötprozess
Hammerkolben > 350 g,besser 500 g
~250 °C
vorverzinnte Finne
Lot fließt nur in Richtung Wärme
Lot wird flüssig und in den Lötspalt eingesogen
Lötwasser verkocht
S-Pb60Sn40
Dru
ck
1/3 2/3
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WEichlötVErfahrEn WEichlötVErfahrEn
7.3.1 führung des lötkolbens
stetigen Druck mit Lötstange und Kolben ausüben, um beim Lötprozess den Löt- spalt so gering wie möglich zu halten; bei unzugängli- chen Stellen ggf. Hilfsmittel verwenden (Andruckholz) gleichmäßige Führung, d.h. in Abhängigkeit der Wär- mezufuhr und des Lotflusses Vorraussetzung zur optima- len Wärmezufuhr: Anordnung des Lötkolbens gemäß Skizze 4
7.3.2 mögliche fehlerquellen
zu schnelles Löten: bedeutet ungenügende Wärmezufuhr und damit ungenügende Lötspaltfül- lung; dies führt zu Lotnes- tern und Lunkern und zu einer mangelhaften Lot- bindung im Lötspalt; das Ergebnis ist eine Löt- naht mit ungenügender Festigkeit
überhitzte Kolben: überhitzte Kolben verzun- dern (oxidieren) und rekris- tallisieren sehr schnell, wo- durch Wärmespeicherung und damit der Wärmeüber- gang erheblich verschlech- tert werden leichtes Durchbrennen der überlappenden Teile („Brandenburger”)
Bild 15: Führung des Lötkolbens
Hinweis: Wenn der Lötprozess aus irgend-einem Grund nicht befriedigend war, hilft kein Nachbessern. Wir em pfehlen, den Lötprozess zu wie -der holen: Unbefriedigende Löt-naht öffnen, säubern, überlappen etc...
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WEichlötVErfahrEn WEichlötVErfahrEn
Skizze 5: Führung des Lötkolbens (Überlappung durchgelötet)
S-Pb60Sn40
Hammerkolben > 350 g,besser 500 g
~250 °C
7.4 legierungsbildung im lötspalt
Beim Lötprozess überzieht das Lot die – unter dem Mikroskop be trach- tet – eher rauhe Metallober fläche vollflächig, löst Teile ab und breitet sich aus. Während das Lot schmilzt und der Grundwerk stoff erwärmt ist, haben die betei ligten Metall- atome eine so hohe Beweglich keit, dass durch die oben vereinfacht beschriebenen Lösungsvorgänge der Grund werk stoff RHEINZINK® in das Lot diffundiert und umge-kehrt. Durch die se Löslichkeit ent-steht eine Ver schmelzung, aber nur an den Grenzflächen, mit dem Ef fekt einer Legierungsbildung hö -herer Festigkeit als das Lot selbst.
Bei den Oberflächenqualitäten RHEINZINK®-„vorbewittert pro“ hat das Flussmittel zusätzlich zum oben beschriebenen Vorgang die Auf-gabe, den organischen Ober flä-chen schutz aufzulösen, um die Le gierungsbil dung im Spalt zu ermög lichen.
Die gute Legierbarkeit von Zinn und dem Werkstoff RHEINZINK® ist die Ursache für die kraftschlüs-sige, dichte und feste Weichlöt ver-bindung im Ge gensatz zu ande-ren am Bau eingesetzten Metal-len.
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WEichlötVErfahrEn WEichlötVErfahrEn
7.4.1 lötnahtfestigkeit
Bei einer fachgerecht ausgeführ-ten Weichlötung von RHEINZINK®-Teilen wird die Festigkeit, d.h. die stoffschlüssige, dichte Verbindung nicht durch eine Anhaftung (Ad-häsion) vom Lot am Grundwerk-stoff erreicht, sondern durch eine Legierungsbildung (Kap. 7.4) der Werkstoffe Zinn und RHEINZINK® an den Berührungsflä chen.
Hinweis: Nur das im Lötspalt gebundene Lot ist für die Lötnahtfestigkeit ver-antwortlich. Zinnlot außerhalb der Überlappungsbreite ist Ver schwen -dung
7.5 nachbehandlung lötnaht
Unmittelbar nach Fertigstellung der Lötnaht werden Flussmittel rück-stände unter Ausnutzung der Me -talltemperatur mit einem nassen Lappen entfernt:
Sicherstellung der Oberflä-chenqualität
Vermeidung von Oberflä-chenangriff
Hinweis: Die Nachbehandlung der Löt näh-te mit Pflegeöl erzielt ein optisch sauberes, ansprechendes Erschei -nungsbild.
7.6 Eigenschaften lötnaht
Eine fachgerecht ausgeführte Löt- naht für den Werkstoff RHEIN-ZINK® muss:
dauerhaft wasserdicht sein eine Festigkeit entsprechend
der Werkstoff fes tig keit auf-weisen
die temperaturbedingte Längenänderungen des Bauprofils aufnehmen optisch ansprechend sein
Skizze 6: Legierungsbildung
Legierungsbildung
Lotüberzug
Lotgefüge
Bild 16: Nachbehandlung der Lötnaht
Idealzustand= Legierung durch-gehend
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WEichlötVErfahrEn längEnändErungsVErhaltEn
7.7 löten von steignähten
Geneigt bis senkrecht verlaufende Lötverbindungen werden zur Si-cherstellung einer möglichst ge-ringen Lötspaltöffnung durch An-drücken am tiefsten Punkt geheftet und danach gemäß dem Arbeits-ablauf einer waagerechten Löt-naht gelötet.
7.8 Vorverzinnen
Das Vorverzinnen empfehlen wir beim Löten von Bauteilen mit gro-ßem Zu schnitt (z.B. Sheddachrin-nen) und Metalldicken > 0,80 mm.
Arbeitsgang: Lötzinn durch normales Auf- löten auf die Überlappung aufbringen danach Naht nach Weich - lötverfahren fertigstellen
Hinweis: Beim abschließenden Lötvorgang empfehlen wir einen größeren Löt -kolben (> 350 g) und dass die zu verbindenden Teile durch genü-gend Wärmezufuhr auf richtige Löttemperatur erwärmt werden.
Bild 17: Löten von Steignähten
8. längenänderungsverhalten
Auch bei einer fachgerecht aus - ge führten Lötnaht muss die tem pe- raturbedingte Längenände rung der Bauprofile berücksichtigt wer-den.
8.1 ausbildung der temperatur- bedingten längenänderung von Bauprofilen
Bei Profillängen ≥ 3 m sind Bewe-gungsausgleicher erforderlich.
Ausführungsarten: Neoprene-Bewegungs- ausgleicher Flachschiebenähte Einfachfalze mit/ohne Zusatzfalz Stoßverbindungen bzw. durch UDS-Verbinder
Skizze 7: RHEINZINK®-UDS-Verbinder
Skizze 8: Flachschiebenaht mit Abdeckkappe
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längEnändErungsVErhaltEn gEltEndE normEn
Dachrinnen, Nenngröße/ Max. Abstand Regelwerke/Bauprofile Zuschnitt Bewegungs- Empfehlungen ausgleicher (m) Dachrinnen ≤ 500 15,0 Fachregelnvorgehängt ZVSHK, ZVDH
Dachrinnen Sonderformen:Viertelrinne ≤ 500 15,0 DK-NORMSaumrinne > 500 8,0 Ö-NORMAuf-Dach-Rinne ≥ 400 8,0 RHEINZINK- Empfehlung
Dachrinnen > 500 8,0 Fachregelninnenliegend, rund, kastenförmig
Shedrinnen > 800 6,0 RHEINZINK- Empfehlung
Bauprofile alle 8,0 Fachregeln indirekt befestigt Nenngrößen
Bauprofile alle 6,0 Fachregeln eingeklebt Nenngrößen
Tabelle 5: Maximale Abstände für Bewe gungsausgleicher
9. geltende normen
DIN EN 29453 Weichlote – Chemische Zusammensetzung und Lieferformen (EN ISO 9453) Ersatz für DIN 1707 / 02.81
DIN EN 29454 Teil 1 Flussmittel zum Weichlöten – Einteilung und Anforderungen; Einteilung, Kennzeichnung und Verpackung (EN ISO 9454-1) Ersatz für DIN 8511 T2 /05.88
DIN ISO 857-2 Löten metallischer Werkstoffe – Begriffe, Benennungen
DIN 8508 Lötgeräte mit flüssigen Brennstoffen
8.2 maximale abstände für Bewegungsausgleicher
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