JPS5855187A - 水平エレクトロスラグ肉盛溶接方法 - Google Patents
水平エレクトロスラグ肉盛溶接方法Info
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- JPS5855187A JPS5855187A JP15349781A JP15349781A JPS5855187A JP S5855187 A JPS5855187 A JP S5855187A JP 15349781 A JP15349781 A JP 15349781A JP 15349781 A JP15349781 A JP 15349781A JP S5855187 A JPS5855187 A JP S5855187A
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- Japan
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- slag
- molten slag
- electrode
- welding
- gas
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K25/00—Slag welding, i.e. using a heated layer or mass of powder, slag, or the like in contact with the material to be joined
- B23K25/005—Welding for purposes other than joining, e.g. built-up welding
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水平エレクトロスラグ肉盛溶接において、肉盛
ビードの形状を整え安定化する方法に関するものである
。
ビードの形状を整え安定化する方法に関するものである
。
水平エレクトロスラグ肉盛溶接は帯状電極に高電流を流
し、散布したフラックスを溶融させ溶融したフラックス
（以下、溶融スラグという）のジュール熱によってステ
ンレス鋼、ニッケル合金するいは軟鋼からなる帯状電極
を溶融し、軟鋼あるいは低合金鋼からなる母材に溶着さ
せて肉盛する方法であり、帯状電極の寸法が、”５１Ｗ
１幅までは何等異常なく溶接できふ。
し、散布したフラックスを溶融させ溶融したフラックス
（以下、溶融スラグという）のジュール熱によってステ
ンレス鋼、ニッケル合金するいは軟鋼からなる帯状電極
を溶融し、軟鋼あるいは低合金鋼からなる母材に溶着さ
せて肉盛する方法であり、帯状電極の寸法が、”５１Ｗ
１幅までは何等異常なく溶接できふ。
第１図（ａ）および（ｂ）はそのような状況を模式的に
表わしたものである。帯状電極１の後方、即ち、溶接方
向２とは反対側に左右はぼ対象の溶融スラグ３のプール
が生じ１後に凝固してスラグ４となる。しかし、１００
簡あるいは１５０簡幅と広幅の電極になるにしたがい、
溶接電流によって生じる磁界、試験板の寸法形状、アー
スの取り方、溶接線近傍による強磁性体、使用フラック
スの特性。
表わしたものである。帯状電極１の後方、即ち、溶接方
向２とは反対側に左右はぼ対象の溶融スラグ３のプール
が生じ１後に凝固してスラグ４となる。しかし、１００
簡あるいは１５０簡幅と広幅の電極になるにしたがい、
溶接電流によって生じる磁界、試験板の寸法形状、アー
スの取り方、溶接線近傍による強磁性体、使用フラック
スの特性。
チップなどの送給装置の特性および精度などの影響によ
り、第１図の（ａ）あるいは（ｂ）のような左右対称の
溶融スラグ３のプールが得難くなシ、第１図の（０）に
示すような非対称の溶融スラグ３′のプールとなる傾向
が大となる。この場合、非対称の溶融スラグ３′のプー
ルとなっても出来上った肉盛ビードが肉盛厚さが均一で
アンダ５カットなどの欠陥が生じなければよい０第２図
（ａ）はそのような状況を示す模式図であって、母材５
上に設けられた肉盛ビード６は厚さが概ね均一となる。
り、第１図の（ａ）あるいは（ｂ）のような左右対称の
溶融スラグ３のプールが得難くなシ、第１図の（０）に
示すような非対称の溶融スラグ３′のプールとなる傾向
が大となる。この場合、非対称の溶融スラグ３′のプー
ルとなっても出来上った肉盛ビードが肉盛厚さが均一で
アンダ５カットなどの欠陥が生じなければよい０第２図
（ａ）はそのような状況を示す模式図であって、母材５
上に設けられた肉盛ビード６は厚さが概ね均一となる。
しかるに広幅電極にした場合、よシ高電流となるので、
結果として第２図（ｂ）のような肉盛厚さの不均一で、
かつ、未溶着部７を生じた肉盛ビード６′となる。これ
は、第３図に模式的に示すごとく激しい溶融スラグ３′
が対流を生じ、電極１の先端の溶滴１２は溶融スラグの
流れ１１によって激しく流され第３図の例では左から右
に移動し、流れ８によって母材への溶着にむかう。この
場合、流れ１０は母材によって冷却された溶融スラグの
ため、温度が低く、流れ９に乗って溶滴１２が流れ１０
の位置まで流れていくことができず、その手前で凝固し
てしまうのである。
結果として第２図（ｂ）のような肉盛厚さの不均一で、
かつ、未溶着部７を生じた肉盛ビード６′となる。これ
は、第３図に模式的に示すごとく激しい溶融スラグ３′
が対流を生じ、電極１の先端の溶滴１２は溶融スラグの
流れ１１によって激しく流され第３図の例では左から右
に移動し、流れ８によって母材への溶着にむかう。この
場合、流れ１０は母材によって冷却された溶融スラグの
ため、温度が低く、流れ９に乗って溶滴１２が流れ１０
の位置まで流れていくことができず、その手前で凝固し
てしまうのである。
このような現象は、溶接スタート時が良好な溶１や
融スラグの状態であっても、何等かの影響で左右非対称
な対流が生じ出すと次に述べる原因で、これを助長する
方向へと溶接現象が移行する。即ち第４図は溶融スラグ
の電気伝導度と粘性の温度との関係の一例を示す図であ
るが一般に溶融スラグの物性は電気伝導度においては温
度が上昇するにしたがい高くなシ、粘性は温度が上昇す
るにしたがい低下する。このことは同じ溶融スラグブー
ル内においても、一旦温度が低下した部分はスラグの流
れが悪くなり・電流密度も低下するが、温度が上昇した
部分ではスラグの流れがよく、スラグ中の電流密度・も
高まり、一層発熱することになる。
な対流が生じ出すと次に述べる原因で、これを助長する
方向へと溶接現象が移行する。即ち第４図は溶融スラグ
の電気伝導度と粘性の温度との関係の一例を示す図であ
るが一般に溶融スラグの物性は電気伝導度においては温
度が上昇するにしたがい高くなシ、粘性は温度が上昇す
るにしたがい低下する。このことは同じ溶融スラグブー
ル内においても、一旦温度が低下した部分はスラグの流
れが悪くなり・電流密度も低下するが、温度が上昇した
部分ではスラグの流れがよく、スラグ中の電流密度・も
高まり、一層発熱することになる。
第３図の流れ１１０部分では電極ｌから給電されるので
、電極１の先端近傍は廃熱するが・このような理由から
流れ１１が逆流することはスラグの粘性および電気伝導
度が温度に依存している以上あシ得ることではない。
、電極１の先端近傍は廃熱するが・このような理由から
流れ１１が逆流することはスラグの粘性および電気伝導
度が温度に依存している以上あシ得ることではない。
このような溶融スラグの流れのアンバランスは肉盛ビー
ドに著しく影響し、整った肉盛ビードが得られまくなる
ので左右対称で静かな溶融スラグの流れに制御する必要
がある。
ドに著しく影響し、整った肉盛ビードが得られまくなる
ので左右対称で静かな溶融スラグの流れに制御する必要
がある。
帯状電極肉盛溶接において、従来から提案されている対
流制御方法としては電磁石を用いる特公昭４４−８３４
８号、特公昭４９−２１０２’７号。
流制御方法としては電磁石を用いる特公昭４４−８３４
８号、特公昭４９−２１０２’７号。
特開昭４９−１７３４９号、特開昭５０−１１９５２号
、特開昭５５−１３６５６６号など数多くのものがある
。これらは、フレミングの法則である電磁力を利用した
もので、実際にある程度の効果は認められる。しかし、
電磁石のセット位置、フラックスの種類、溶接条件によ
ってその効果が異なるので事前に数多くの実験を行い、
条件設定をしておかなくては使用できず、水平エレクト
ロスラグ肉盛溶接の場合、溶融スラグが勝山しているの
で、輻射熱が激しく電磁石のセットの位置によっては鉄
芯が加熱し、折角設定した条件も溶接途中で変動するこ
とがある。
、特開昭５５−１３６５６６号など数多くのものがある
。これらは、フレミングの法則である電磁力を利用した
もので、実際にある程度の効果は認められる。しかし、
電磁石のセット位置、フラックスの種類、溶接条件によ
ってその効果が異なるので事前に数多くの実験を行い、
条件設定をしておかなくては使用できず、水平エレクト
ロスラグ肉盛溶接の場合、溶融スラグが勝山しているの
で、輻射熱が激しく電磁石のセットの位置によっては鉄
芯が加熱し、折角設定した条件も溶接途中で変動するこ
とがある。
以上の事柄を検討し、本発明者等は広幅の帯状電極を用
いた水平エレクトロスラグ肉盛溶接において・溶融スラ
グにガスを吹きつけることによって、過熱した溶融スラ
グを冷却し・アンダーカットのない美しい肉盛ビードを
得ることを可能ならしめた肉盛溶接方法を開発したＯ 即ち、本発明は帯状電極を用いだスラグの抵抗発熱によ
る水平エレクトロスラグ肉盛溶接において、溶融スラグ
にガスを吹きつけながら溶接することを特徴とする水平
エレクトロスラグ肉盛溶接方法を要旨とするものである
。
いた水平エレクトロスラグ肉盛溶接において・溶融スラ
グにガスを吹きつけることによって、過熱した溶融スラ
グを冷却し・アンダーカットのない美しい肉盛ビードを
得ることを可能ならしめた肉盛溶接方法を開発したＯ 即ち、本発明は帯状電極を用いだスラグの抵抗発熱によ
る水平エレクトロスラグ肉盛溶接において、溶融スラグ
にガスを吹きつけながら溶接することを特徴とする水平
エレクトロスラグ肉盛溶接方法を要旨とするものである
。
以下、本発明について図面に基づいて詳細に説明する◇
第５図は本発明の一実施態様を示す概念図であって、図
において、広幅の帯状電極ｌが、溶融スラグ３中に送ら
れてきて、帯状電極ｌから供給される高電流が溶融スラ
グ３を通るときジュール熱で発熱し、その熱で帯状電極
１の先端と帯状電極１の進行方向に予め散布しであるフ
ラックス１３を溶融する。フラックス１３は溶融して溶
融スラグ３となり、冷却し凝固したスラグ４となり消耗
される。水平エレクトロスラグ肉盛溶接法は溶融スラグ
３およびスラグ４は外部に露出された状態で溶接される
。したがって、溶融スラグ３の対流の状況を観察するこ
とができ、肉盛ビードの形状盛ビードが第２図（ｂ）の
ように崩れるのを予め予防したりあるいは溶接中にコン
トロールすることを可能とするものである。即ち、電流
は溶融スラグ中で高温になったところに流れ易いので一
度、溶融スラグの温度バランスが崩れると一層第３図の
ような溶融スラグの流れ状態が助長されることは既に述
べたが、このアンバランスになった溶融スラグ３の高温
部に第５図に示すごとく、ガスホース１５を介してガス
ノズル１４から冷却用ガス１６を吹きつけ冷却させれば
、溶融スラグ３の温度バランスが良好となり、延いては
溶融スラグ３中の電流密度も均一化し、良好な肉盛ビー
ドを得ることができる。
において、広幅の帯状電極ｌが、溶融スラグ３中に送ら
れてきて、帯状電極ｌから供給される高電流が溶融スラ
グ３を通るときジュール熱で発熱し、その熱で帯状電極
１の先端と帯状電極１の進行方向に予め散布しであるフ
ラックス１３を溶融する。フラックス１３は溶融して溶
融スラグ３となり、冷却し凝固したスラグ４となり消耗
される。水平エレクトロスラグ肉盛溶接法は溶融スラグ
３およびスラグ４は外部に露出された状態で溶接される
。したがって、溶融スラグ３の対流の状況を観察するこ
とができ、肉盛ビードの形状盛ビードが第２図（ｂ）の
ように崩れるのを予め予防したりあるいは溶接中にコン
トロールすることを可能とするものである。即ち、電流
は溶融スラグ中で高温になったところに流れ易いので一
度、溶融スラグの温度バランスが崩れると一層第３図の
ような溶融スラグの流れ状態が助長されることは既に述
べたが、このアンバランスになった溶融スラグ３の高温
部に第５図に示すごとく、ガスホース１５を介してガス
ノズル１４から冷却用ガス１６を吹きつけ冷却させれば
、溶融スラグ３の温度バランスが良好となり、延いては
溶融スラグ３中の電流密度も均一化し、良好な肉盛ビー
ドを得ることができる。
即ち１冷却用のガス１６はホース１５を通り、ガスノズ
ル１４から噴出され過熱された溶融スラグ３を冷却しな
から肉盛溶接を行うものである。
ル１４から噴出され過熱された溶融スラグ３を冷却しな
から肉盛溶接を行うものである。
ガスノズル１４の用い方としては第６図に幾つかの実施
態様として示す（ａ） 、 （ｂ） Ｉ （Ｃ） ｌ
（ｄ）などがある。
態様として示す（ａ） 、 （ｂ） Ｉ （Ｃ） ｌ
（ｄ）などがある。
（ａｌはノズル固定式（ｂ）はオシレーションさせて高
温部分をコントロールするノズル振動式ｅ （ｃ）Ｕ
２ 箇若しくはそれ以上のガスノズルを設けた多ノスル
式、（ｄ）はアースの位置やフラックスによっては溶融
スラグが後方まで長く出きた場合、溶融スラグ全体を冷
却させる全体冷却ノズル式である。これらは状況によっ
て使い分けることにより良好な肉盛ビードを得ることが
できる。
温部分をコントロールするノズル振動式ｅ （ｃ）Ｕ
２ 箇若しくはそれ以上のガスノズルを設けた多ノスル
式、（ｄ）はアースの位置やフラックスによっては溶融
スラグが後方まで長く出きた場合、溶融スラグ全体を冷
却させる全体冷却ノズル式である。これらは状況によっ
て使い分けることにより良好な肉盛ビードを得ることが
できる。
使用するガスは空気、 Ｎ２ 、Ａｒ 、Ｈｅ 、００
１若しくはこれらの２種類以上の混合ガスでよい。空気
はコンプレッサあるいは工場″配管がある場合、減圧弁
を用いると最も経済的で容易に得られるガスである。Ａ
ｒ、Ｈｅは不活性ガスのため溶融スラグや肉盛ビードの
成分に与える影響はなく、安心して使用できるが価格の
点では難点もある。ＣＯ２は溶接用としてよく使用され
るので便利である。
１若しくはこれらの２種類以上の混合ガスでよい。空気
はコンプレッサあるいは工場″配管がある場合、減圧弁
を用いると最も経済的で容易に得られるガスである。Ａ
ｒ、Ｈｅは不活性ガスのため溶融スラグや肉盛ビードの
成分に与える影響はなく、安心して使用できるが価格の
点では難点もある。ＣＯ２は溶接用としてよく使用され
るので便利である。
しかし、ＣＯ２の場合は電極近傍にあまり近すけ過ぎる
とスラグ成分が変質し溶融スラグの粘性が変り肉盛ビー
ドに影響を及ぼすことがあるので、ガスの吹きつけ位置
を注意する必要がある。Ｎ２は空気と組成的に殆んど同
じであシ、溶融金属は溶融スラグで覆われているので肉
盛ビードの化学成分に対する心配はあまりない。ただし
、低Ｎを指向するステンレス鋼の肉盛には避けた方が安
全である。このような冷却用のガスを用いる利点は溶融
スラグの不要な輻射熱を幾分でも軽減することによシ、
溶接装置の温度上昇の防止に役立つ他、凝固したスラグ
の剥離が早まり、オーステナイト系ステンレス鋼などの
肉盛金属のように冷却速度が速いことが好ましい肉盛溶
接の場合、非常に好都合である。また、弗化物ガスなど
の悪臭を放散させる利点もある。
とスラグ成分が変質し溶融スラグの粘性が変り肉盛ビー
ドに影響を及ぼすことがあるので、ガスの吹きつけ位置
を注意する必要がある。Ｎ２は空気と組成的に殆んど同
じであシ、溶融金属は溶融スラグで覆われているので肉
盛ビードの化学成分に対する心配はあまりない。ただし
、低Ｎを指向するステンレス鋼の肉盛には避けた方が安
全である。このような冷却用のガスを用いる利点は溶融
スラグの不要な輻射熱を幾分でも軽減することによシ、
溶接装置の温度上昇の防止に役立つ他、凝固したスラグ
の剥離が早まり、オーステナイト系ステンレス鋼などの
肉盛金属のように冷却速度が速いことが好ましい肉盛溶
接の場合、非常に好都合である。また、弗化物ガスなど
の悪臭を放散させる利点もある。
ガスノズルはガス集中性のないものであればよく、たと
えば、適当な径のパイプを切断し、パイプ内にスチール
ウールなどを詰めガスの流れを分散させるようにしたも
のでも充分である。
えば、適当な径のパイプを切断し、パイプ内にスチール
ウールなどを詰めガスの流れを分散させるようにしたも
のでも充分である。
次に本発明の効果について実施例に基づいて具体的に説
明する。
明する。
第１表に使用したフラックスを・第２表に使用した帯状
電極を示す。第３図に示す試験板上に第４表に示す溶接
条件に基づいて水平エレクトロスラグ肉盛溶接を行った
結果を第５表に示す。試験板へのアース線の取り付けは
・まず、試験板を定盤から絶縁した後、溶接方向前方側
の試験板の端に一個所にまとめて結線した。なお、試験
ビードは試験板の幅を４等分した位置を電極の中心にし
て溶接した。
電極を示す。第３図に示す試験板上に第４表に示す溶接
条件に基づいて水平エレクトロスラグ肉盛溶接を行った
結果を第５表に示す。試験板へのアース線の取り付けは
・まず、試験板を定盤から絶縁した後、溶接方向前方側
の試験板の端に一個所にまとめて結線した。なお、試験
ビードは試験板の幅を４等分した位置を電極の中心にし
て溶接した。
第 １ 表
第 ２ 表
第 ３ 表
米板厚 ５〇−
第４表
第 ５ 表
第５表の溶接結果から明らかなように、比較例として示
した冷却用ガスを使用しなかった場合は肉盛ビードの一
端の止端部に第２図（１））に示したような未溶着部分
を生じ良好な作業性を示さなかった□これに比較して本
発明の肉盛溶接方法の例では、いずれも良好な肉盛ビー
ドが得られた。
した冷却用ガスを使用しなかった場合は肉盛ビードの一
端の止端部に第２図（１））に示したような未溶着部分
を生じ良好な作業性を示さなかった□これに比較して本
発明の肉盛溶接方法の例では、いずれも良好な肉盛ビー
ドが得られた。
以上詳細に説明したように本発明の水平エレクトロスラ
グ肉盛溶接方法は良好な肉盛ビード形状を得るための優
れた方法である０
グ肉盛溶接方法は良好な肉盛ビード形状を得るための優
れた方法である０
第１図（ａ） 、 （１１） ｊ （ｃｌは広幅帯状電
極を用いた水平エレクトロスラグ肉盛溶接を示す模式図
、第２図（ａｌ 、 （ｂ）は非対称な溶融スラグプー
ルのときの肉盛ビード形状を示す模式図、第３図は非対
称な溶融スラグプールの流れを示す模式図、第４図は溶
融スラグの電気伝導度と粘性の温度との関係図、第５図
は本発明の一実施態様例を示す概念図・第６図（ａ）
、 （１）） ｊ （Ｃ） 、 １）は冷却用ガスの吹
きつけ方の幾つかの態様例を示す図でちる。 １・・・・・・帯状電極 ２・・・・・・溶接方向 ３．３１・・・・・溶融スラグ ４・・・・・・スラグ ５・・・・・・母材 ６６′・・ ・・ ・肉盛ビード マ・・・・・・未溶着部 ８〜１１・・・・溶融スラグの流れ １２・ ・・・・溶滴 １３・ ・・・・散布フラックス １４・・・・・ガスノズル １５・ ・・・・ホース １６・ ・・・ ・冷却用ガス 出 願 人 新日本製鐵株式会社 第１１１１ （ａ） （ｂ） −（ｃ）第２閃 （ａ
） ’、” ” （ｂ）第３１！Ｉ 第４− ５ＬＬ（’ｃ） １♂ＩＡ（おｋ） 第５図 ＃６閃
極を用いた水平エレクトロスラグ肉盛溶接を示す模式図
、第２図（ａｌ 、 （ｂ）は非対称な溶融スラグプー
ルのときの肉盛ビード形状を示す模式図、第３図は非対
称な溶融スラグプールの流れを示す模式図、第４図は溶
融スラグの電気伝導度と粘性の温度との関係図、第５図
は本発明の一実施態様例を示す概念図・第６図（ａ）
、 （１）） ｊ （Ｃ） 、 １）は冷却用ガスの吹
きつけ方の幾つかの態様例を示す図でちる。 １・・・・・・帯状電極 ２・・・・・・溶接方向 ３．３１・・・・・溶融スラグ ４・・・・・・スラグ ５・・・・・・母材 ６６′・・ ・・ ・肉盛ビード マ・・・・・・未溶着部 ８〜１１・・・・溶融スラグの流れ １２・ ・・・・溶滴 １３・ ・・・・散布フラックス １４・・・・・ガスノズル １５・ ・・・・ホース １６・ ・・・ ・冷却用ガス 出 願 人 新日本製鐵株式会社 第１１１１ （ａ） （ｂ） −（ｃ）第２閃 （ａ
） ’、” ” （ｂ）第３１！Ｉ 第４− ５ＬＬ（’ｃ） １♂ＩＡ（おｋ） 第５図 ＃６閃
Claims (1)
- 帯状電極を用いたスラグの低抗発熱による水平エレクト
ロスラグ肉盛溶接において、溶融スラグにガスを吹きつ
けながら溶接することを特徴とする水平エレクトロスラ
グ肉盛溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15349781A JPS5855187A (ja) | 1981-09-28 | 1981-09-28 | 水平エレクトロスラグ肉盛溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15349781A JPS5855187A (ja) | 1981-09-28 | 1981-09-28 | 水平エレクトロスラグ肉盛溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5855187A true JPS5855187A (ja) | 1983-04-01 |
Family
ID=15563846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15349781A Pending JPS5855187A (ja) | 1981-09-28 | 1981-09-28 | 水平エレクトロスラグ肉盛溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5855187A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2598104A1 (fr) * | 1986-05-05 | 1987-11-06 | Usinor Chatillon | Procede de fabrication d'une tole composite polymetallique, notamment d'une tole composite mince a base d'acier et articles obtenus a partir d'une telle tole |
| JP2008127838A (ja) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Kimado Kk | 窓構造と窓の冷却方法 |
-
1981
- 1981-09-28 JP JP15349781A patent/JPS5855187A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2598104A1 (fr) * | 1986-05-05 | 1987-11-06 | Usinor Chatillon | Procede de fabrication d'une tole composite polymetallique, notamment d'une tole composite mince a base d'acier et articles obtenus a partir d'une telle tole |
| JP2008127838A (ja) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Kimado Kk | 窓構造と窓の冷却方法 |
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