JPS6210222A - Annealing method for weld zone of thin-walled vessel and cooler to be used for said method - Google Patents
Annealing method for weld zone of thin-walled vessel and cooler to be used for said methodInfo
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- JPS6210222A JPS6210222A JP60146837A JP14683785A JPS6210222A JP S6210222 A JPS6210222 A JP S6210222A JP 60146837 A JP60146837 A JP 60146837A JP 14683785 A JP14683785 A JP 14683785A JP S6210222 A JPS6210222 A JP S6210222A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は薄肉容器、例えば球形ロケットモータのモータ
ケースの溶接部を焼なましする方法およびこの方法に用
いる冷却装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for annealing the welds of a thin-walled container, such as a motor case of a spherical rocket motor, and a cooling device used in this method.
前記球形ロケットモータは通常ロケットシステムの最上
段にあって人工衛星等を担持するものであるから、重量
を極限まで減少させる必要があシ、そのため当該ロケッ
トモータのモータ半球状の殻体を突き合わせ、この突き
合わせ部容量が小さいために溶接部近傍が高温となり、
かつ、チタン合金は高温に熱せられるとその後に過時効
によって強度が著しく低下する。このため溶接後には十
分な焼なましを行わなければならない。Since the spherical rocket motor is normally located at the top stage of a rocket system and carries an artificial satellite, etc., it is necessary to reduce the weight to the utmost. Because the capacitance of this butt part is small, the temperature near the weld becomes high.
Furthermore, when titanium alloys are heated to high temperatures, their strength significantly decreases due to over-aging. For this reason, sufficient annealing must be performed after welding.
まず、この従来の技術および後述する実施例が対象とす
るチタン合金製球形ロケットモータのモータケースにつ
いて第4図を用いて構造を説明する。Aは筋記チタン合
金で形成した薄肉のモータケースであり、このモータケ
ースAで前半部分?構成する殻体Bと後半部分を構成す
る殻体Cとと溶接部りにおいて突き合わせ溶接をしてい
る。EはこのモータケースAの前端部に形成した小径の
点火器取り付は孔であシ、Fは同後端部に形成した大径
のノズル取υ付は孔、GはモータケースAにおける溶接
部りよりもやや後ろ側く形成されたロケットモータ装着
用の7ランジである。First, the structure of a motor case of a titanium alloy spherical rocket motor, which is the subject of this prior art and the embodiments to be described later, will be explained with reference to FIG. A is a thin-walled motor case made of titanium alloy, and this motor case A is the first half. The constituting shell B and the shell C constituting the latter half are butt welded at the welding part. E is a hole for attaching a small diameter igniter formed at the front end of motor case A, F is a hole for attaching a large diameter nozzle formed at the rear end of the same, and G is a weld on motor case A. This is a 7-lunge for mounting a rocket motor, which is formed slightly to the rear of the part.
従来、第9図に示すように前記溶接部りの焼なまし方法
として7ランジG上にバンド状ヒータ1を載置して使用
するものがあった。このバンド状ヒータ1及びその使用
状態を第10図に基づいて説明する。2はヒータであり
、モータケースAの溶接部りに当接されている。3は保
温材でありヒータ2t−3方向から囲みヒータ2の熱の
散逸を防止している。4はケーシングであシ保温材3お
よびヒータ2を保持するものである。5はアウタシール
ドケースであシ、コ字状の断面をもちケーシング4のま
わりを囲んでいる。6,6はシールであシ、アウタシー
ルドケース5とモータケースAとの間の空隙?塞ぐよう
に、設けられ、アウタシールドケース5内部を外気から
遮断するものである。1は不活性ガスであり、アウタシ
ールドケース5内とモータケース入内とに満たされ、チ
タン合金製のモータケースAがヒータ20熱によって酸
化することを防止している。Conventionally, as shown in FIG. 9, there has been a method for annealing the welded portion by placing a band-shaped heater 1 on seven flange Gs. This band-shaped heater 1 and its usage will be explained based on FIG. 10. Reference numeral 2 denotes a heater, which is brought into contact with the welded portion of the motor case A. 3 is a heat insulating material which prevents the heat of the surrounding heater 2 from dissipating from the heater 2t-3 direction. 4 is a casing that holds the heat insulating material 3 and the heater 2. Reference numeral 5 denotes an outer shield case, which has a U-shaped cross section and surrounds the casing 4. Is 6, 6 a seal, or a gap between outer shield case 5 and motor case A? It is provided so as to close the outer shield case 5 and isolate the inside of the outer shield case 5 from the outside air. Reference numeral 1 denotes an inert gas, which is filled in the outer shield case 5 and the motor case interior to prevent the titanium alloy motor case A from being oxidized by the heat of the heater 20.
ところで、従来の前記焼なまし方法ではモータケース入
内部の不活性ガス7はヒータ2の熱によって対流を起こ
し、対流によって移動した熱によってモータケースAの
溶接部り以外の部分をも熱することになる。すると、モ
ータケースAは熱容量が小さいため熱の影響を大きく受
け、熱によってモータケースAの材料を作っている結晶
にずれ等の変形と生じさせモータケースAの材料の強度
を低下させるおそれが生じるという欠点を有していた。By the way, in the conventional annealing method, the inert gas 7 inside the motor case causes convection by the heat of the heater 2, and the heat transferred by the convection heats parts of the motor case A other than the welded parts. become. Then, since motor case A has a small heat capacity, it will be greatly affected by heat, and the heat will cause deformation such as shearing of the crystals that make the material of motor case A, which may reduce the strength of the material of motor case A. It had the following drawback.
その原因は溶接部りにのみ加えるべき熱が薄肉容器であ
るモータケースAの他の部分にも加わるからである。そ
こで、本発明の技術的課題は溶接部にのみ加えるべき熱
が薄肉容器の他の部分に加わることを防止する点にある
。The reason for this is that the heat that should be applied only to the welding area is also applied to other parts of the motor case A, which is a thin-walled container. Therefore, a technical problem of the present invention is to prevent heat that should be applied only to the welded portion from being applied to other parts of the thin-walled container.
この技術的課題と解決するための第1の発明の技術的手
段は、薄肉容器を真空槽内に置くとともに溶接部の加熱
中に溶接部の両側を冷却する薄肉容器の溶接部焼なまし
方法である。The first technical means of the invention for solving this technical problem is a method for annealing a welded part of a thin-walled container, in which the thin-walled container is placed in a vacuum chamber and both sides of the welded part are cooled while the welded part is being heated. It is.
一方、第2の発明の技術的手段は、薄肉容器に嵌装しつ
るマンドレルと、このマンドレルに半径方向への進出お
よび後退が可能に保持されたコレットと、このコレット
の進出途上において溶接部の両側に当接しうるようにし
て轟該コレントに形成した冷却部と、この冷却部の近傍
にあってコレットに形成した冷媒通路と、コレットを進
出方向へ駆動する駆動手段とをそなえる薄肉容器の溶接
部焼なましに用いる冷却装置である。On the other hand, the technical means of the second invention includes a mandrel fitted into a thin-walled container, a collet held by the mandrel so as to be able to advance and retreat in the radial direction, and a welded portion formed on the way of the collet advancing. Welding of a thin-walled container comprising a cooling part formed in the collet so that it can come into contact with both sides, a refrigerant passage formed in the collet near the cooling part, and a driving means for driving the collet in the advancing direction. This is a cooling device used for partial annealing.
次に本発明に係る実施例を説明する。第1図において、
10は加熱装置、この例ではバンド状ヒータであシ、前
記フ2ンジG上に載置しである。このバンド状ヒータ1
0は第2図及び第3図に示すよつに複数個、この例では
4つのセグメント11に分割され、各セグメント11は
スプリング12を介してボルト・ナンド13によシ結合
されて全体として溶接部りを囲み得る環状罠形成しであ
る。ヒータ2は従来と同様溶接部りに当接すると共に保
温材3およびケーシング4により囲まれ、ケーシング4
はステイ14により保持されている。15は熱電対であ
シ、バンド状ヒータ10に複数個、この例では8つ取り
付けられ、スプリング16によって溶接部りに当接させ
て溶接−夕2はヒータコード11を介して電源(図示せ
ず)と接続している。Next, embodiments according to the present invention will be described. In Figure 1,
Reference numeral 10 denotes a heating device, which in this example is a band-shaped heater, and is placed on the flange G. This band-shaped heater 1
0 is divided into a plurality of segments 11, four in this example, as shown in FIGS. 2 and 3, and each segment 11 is connected to a bolt nand 13 via a spring 12 and welded as a whole. It has an annular trap that can surround the area. The heater 2 is in contact with the welded part and is surrounded by the heat insulating material 3 and the casing 4, as in the conventional case.
is held by a stay 14. Numeral 15 is a thermocouple, and a plurality of thermocouples (eight in this example) are attached to the band-shaped heater 10, and they are brought into contact with the welding part by a spring 16 for welding. ) is connected.
再び第1図に戻り、20は冷却装置であシ、その詳細を
第4図ないし第7図に示す。第4図において、21は中
空のマンドレルであり、その前端部は支持具22を介し
て点火器取り付は孔Eと同容に装着され、後端はノズル
取り付は孔Fよりも奥部にあって、この後端部は支持具
23ヲ介してノズル取り付は孔Fと同容に装着されてい
る。24はマンドレル21の中間部に突設した7ランジ
であり、25はこのフランジ24に保持させた複数のコ
レットで、このコレット25の基端部に形成した長孔2
6と、この長孔26に挿通して7ランジ24に螺着した
1対のビン27とによって半径方向への進出および後退
可能に支持されている。Returning to FIG. 1 again, 20 is a cooling device, the details of which are shown in FIGS. 4 to 7. In Fig. 4, reference numeral 21 is a hollow mandrel, the front end of which is attached to the igniter in the same manner as hole E through a support 22, and the rear end of which is attached to the nozzle deeper than hole F. The rear end portion is attached to the nozzle in the same way as the hole F through a support 23. Reference numeral 24 designates seven flanges protruding from the middle part of the mandrel 21, and reference numeral 25 designates a plurality of collets held by this flange 24, with elongated holes 2 formed at the base end of the collets 25.
6 and a pair of pins 27 inserted through the elongated hole 26 and screwed onto the 7 flange 24 so as to be able to advance and retreat in the radial direction.
各コレット25は第5図に示すように扇形状に形成され
、本実施例では10個のコレット25を前記7ランジ2
4に保持させて全体として円板状に配列しである。この
円板状に配列したコレット25の外周を前記の進出過程
において溶接部りに当接し得るよつにその大きさを設定
しである。また、コレット25は第6図ないし第8図に
示すようKその外周面に周溝28を形成してその両側と
冷却部29 、29とする。なお、周溝28の深さおよ
び幅は溶接部D?抱容し得るように定める。Each collet 25 is formed into a fan shape as shown in FIG.
4 and are arranged in a disk shape as a whole. The size is set so that the outer periphery of the collets 25 arranged in a disk shape can come into contact with the welded portion during the advance process. Further, as shown in FIGS. 6 to 8, the collet 25 has a circumferential groove 28 formed on its outer circumferential surface, and both sides of the circumferential groove 28 serve as cooling portions 29, 29. Note that the depth and width of the circumferential groove 28 are the same as the welded portion D? Define it so that it can be tolerated.
30.30は冷却部29.29の近傍にあってコレット
25の外周部側面に形成した両端部閉塞弧状の溝であ!
!11.31.31は#l130.30を閉塞している
カバープレートである。これらの溝30.30とカバー
プレート31.31とによって冷媒通路32.32を形
成している。33は一方の冷媒通路320両端部に連な
るパイプであり、34は他方の冷媒通路32の両端部に
連なるパイプである。35はコレット乏5に固定したコ
ネクタである。第5図において、36は冷媒例えば水の
インレントホース(図示せず)に連なるコネクタであり
、3γはそのアウトレントホース(図示せず)K連なる
コネクタである。インレントホースから送給される水は
パイプ33、コネクタ35,36および可撓ホース38
fe介し一方の各冷媒通路32を循回してコネクタ3T
及びアウトレントホースから送出されるよりに配管され
る。他方の冷媒通路32についても同様である。第6図
および第7図に戻シ、40はコレット25の基端に形成
したテーバ状の傾斜面であり、41は前記傾斜面に刻設
したキー溝であり、キー溝41の天面にも前記傾斜面と
同傾向の傾斜を付しである。第4図において、50はマ
ンドレル21の中間部に摺動可能に嵌装し几円筒状のス
ライダでコレット25の前記傾斜面40に適合するテー
バ面51ヲ有し、これらのテーパ面51および傾斜面4
0を係合させである。52はコレット25の前記キー溝
41に係合させてスライダ50に固定したキーであって
、これらのキー52によって各コレット25に回り止め
を施している。53はマンドレル21の内部に固定した
シリンダ、54はそのピストンロッド、55はマンドレ
ル21に内嵌してピストンロッド54に固定したドライ
ブヘッド、56はマンドレル21に形成した駆動孔であ
り、5γは駆動孔56を通してドライブヘッド55とス
ライダ56とを連結しているロッドである。58.58
はシリンダ53へ装着したホースコネクタである。これ
らスライダ50、シリンダ53、ピストンロッド54、
ドライブヘッド56、ロッド5γおよびホースコネクタ
58によってコレット25の駆動手段を構成する。60
は枠体であり支持具22および支持具23fc固定して
いる。61は支持具22を枠体60に固定するためのア
ダプタであり、62は支持具23ヲ枠体60に固定する
ためのアダプタである。以上が冷却装置20の構成であ
る。この冷却装置20をモータケースAに取り付けるに
は、まず、枠体60からアダプタ62を取りはずした状
態でモータケースAをアダプタ61側を下にして作業台
に設置する。次に、マンドレル21からコレット25ト
支持具23を取りはずした状態で該マンドレル21をモ
ータケースAと共に支持具22によってアダプタ61に
固定する。続いてノズル取り付は孔Fから作業員がモー
タケース入内に入り、各コレクト25を前述した態様で
マンドレル21に装着し、冷媒の通路を前述した通υ配
管する。また、ホースコネクタ58.58 を図外の切
り換え弁を介して油圧源に接続し、作業員がモータケー
スAより退出する。その後、マンドレル21の後端部乞
支持具23およびアタープタ62を介して枠体60に取
り付ける。Reference numeral 30.30 denotes an arc-shaped groove with closed ends formed on the outer peripheral side surface of the collet 25 near the cooling section 29.29!
! 11.31.31 is a cover plate that closes #l130.30. These grooves 30.30 and the cover plate 31.31 form a coolant passage 32.32. 33 is a pipe connected to both ends of one refrigerant passage 320, and 34 is a pipe connected to both ends of the other refrigerant passage 32. 35 is a connector fixed to the collet holder 5. In FIG. 5, 36 is a connector that connects to an inlent hose (not shown) for refrigerant, such as water, and 3γ is a connector that connects to the outrent hose (not shown). Water is supplied from the inlent hose through the pipe 33, connectors 35, 36 and flexible hose 38.
The refrigerant is circulated through one of the refrigerant passages 32 through the connector 3T.
and is piped to the outlet from the outrent hose. The same applies to the other refrigerant passage 32. Returning to FIGS. 6 and 7, 40 is a tapered inclined surface formed at the base end of the collet 25, and 41 is a keyway carved into the inclined surface. Also, the slope has the same tendency as the above-mentioned slope. In FIG. 4, reference numeral 50 is a cylindrical slider that is slidably fitted into the middle part of the mandrel 21 and has a tapered surface 51 that matches the inclined surface 40 of the collet 25. Side 4
0 is engaged. Reference numeral 52 denotes keys that are engaged with the key grooves 41 of the collets 25 and fixed to the slider 50, and these keys 52 prevent each collet 25 from rotating. 53 is a cylinder fixed inside the mandrel 21, 54 is its piston rod, 55 is a drive head fitted inside the mandrel 21 and fixed to the piston rod 54, 56 is a drive hole formed in the mandrel 21, and 5γ is a drive hole. This is a rod that connects the drive head 55 and the slider 56 through the hole 56. 58.58
is a hose connector attached to the cylinder 53. These slider 50, cylinder 53, piston rod 54,
The drive head 56, the rod 5γ, and the hose connector 58 constitute driving means for the collet 25. 60
is a frame body to which the support 22 and the support 23fc are fixed. 61 is an adapter for fixing the support 22 to the frame 60, and 62 is an adapter for fixing the support 23 to the frame 60. The above is the configuration of the cooling device 20. To attach this cooling device 20 to the motor case A, first, the adapter 62 is removed from the frame 60 and the motor case A is placed on a workbench with the adapter 61 side facing down. Next, with the collet 25 and the support 23 removed from the mandrel 21, the mandrel 21 and the motor case A are fixed to the adapter 61 by the support 22. Next, to install the nozzles, a worker enters the motor case through the hole F, attaches each collector 25 to the mandrel 21 in the manner described above, and connects the refrigerant passage to the through piping described above. Further, the hose connectors 58, 58 are connected to a hydraulic power source via switching valves (not shown), and the worker exits the motor case A. Thereafter, the mandrel 21 is attached to the frame 60 via the rear end supporter 23 and the adapter 62.
こうして、バンド状ヒータ10および冷却装置20をモ
ータケースAに取り付けた後、第1図に示すように該モ
ータケースAを真空チャンバTO内に置き、真空チャン
バ70内を真空にする。その後、バンド状ヒータ10を
ヒータコード1γを介して電源(図示せず)と接続させ
モータケースAの溶接部りを加熱し、同時に冷却装置2
0を作動させる。冷却装置20を作動させるには、まず
曲記切換弁を介してシリンダ53に圧力油を送給してピ
ストン(! 7 )”54を突出させて、ドライフヘッ
ド55、aラド5フを介してスライダ50ヲ的進させる
。すると、テーバ面51とコレツト25の傾斜面40と
を介してコレツト25が半径方向に進出し、その途上で
冷却部39.39が溶接部りの両側に当接する。その際
、冷却装置20の全コレット25の冷媒通路32にはイ
ンレントホースから送給された水が循回し該水は溶接部
り近傍に加わる。熱を吸収する。熱せられた水はアウト
レントホースから送出される。After the band-shaped heater 10 and the cooling device 20 are attached to the motor case A in this manner, the motor case A is placed in a vacuum chamber TO as shown in FIG. 1, and the inside of the vacuum chamber 70 is evacuated. Thereafter, the band-shaped heater 10 is connected to a power source (not shown) via the heater cord 1γ to heat the welded portion of the motor case A, and at the same time the cooling device 2
Activate 0. In order to operate the cooling device 20, first, pressure oil is supplied to the cylinder 53 via the switching valve to cause the piston (! 7)'' 54 to protrude, and then the piston (! The slider 50 is advanced.Then, the collet 25 advances in the radial direction via the tapered surface 51 and the inclined surface 40 of the collet 25, and on the way, the cooling parts 39 and 39 come into contact with both sides of the welded part. At this time, the water supplied from the inlent hose circulates in the refrigerant passages 32 of all the collets 25 of the cooling device 20, and the water is added to the vicinity of the welding part.Heat is absorbed. It is sent out from the hose.
本発明では薄肉容器における溶接部を加熱しながら焼な
ましを行うに際して薄肉容器を真空槽内に置いているた
め、溶接部に加えられた熱は従来のように不活性ガス等
による対流によっては薄肉容器の他の部分へほとんど移
動することはない。In the present invention, when annealing is performed while heating the welded part of a thin-walled container, the thin-walled container is placed in a vacuum chamber, so the heat applied to the welded part is not absorbed by convection caused by inert gas, etc., as in the conventional method. There is almost no migration to other parts of the thin-walled container.
また、本発明では焼なましを行うに際し溶接部の両側を
冷却しているため、薄肉容器上の伝導によってもほとん
ど薄肉容器の他の部分へ熱が移動することはない。こう
して、本発明では溶接部以外には熱がほとんど加わらな
いので、チタン合金等の薄肉容器材料を作っている結晶
のずれ等の変形および薄肉容器材料の酸化の発生と共に
それらによる薄肉容器材料の強度低下を防ぐことができ
る。Further, in the present invention, since both sides of the welded portion are cooled during annealing, almost no heat is transferred to other parts of the thin-walled container even by conduction on the thin-walled container. In this way, in the present invention, almost no heat is applied to areas other than the welded part, so deformation such as crystal shift that makes the thin-walled container material such as titanium alloy and oxidation of the thin-walled container material occur, and the resulting strength of the thin-walled container material is increased. The decline can be prevented.
第1図は本発明の一実施例?示す説明図、第2図は第1
図の要部拡大平面図、第3図は第2図の1−1線面断面
図、第4図は第1図の■−■線視線面半裁断面図、第5
図は第4図の要部平面図、第6図は第5図の部分拡大図
、第7図は第6図のVll −Vllll線面断面図8
図は第6図の■−■線視線面断面図9図は従来の方法お
よび装置を例示する説明図、第10図は第9図のX−X
線面拡大断面図である。
10・・−バンド状ヒータ 20・−・冷却装置21・
・・マンドレル 25・・・コレツト29.29・
・・冷却部 32.32・・・冷媒通路γ0・・・
真空チャンバ
特許出願人 日産自動車株式会社
第5藺
第9図
第10図
第6図
第7図
第8図Is Fig. 1 an embodiment of the present invention? The explanatory diagram shown in Fig. 2 is the first
3 is a sectional view taken along the line 1-1 in FIG. 2, FIG. 4 is a half-cut sectional view taken along the line
The figure is a plan view of the main part of FIG. 4, FIG. 6 is a partially enlarged view of FIG. 5, and FIG.
The figure is a cross-sectional view taken along the line ■-■ in Figure 6. Figure 9 is an explanatory diagram illustrating a conventional method and device.
FIG. 3 is an enlarged line cross-sectional view. 10...- Band-shaped heater 20... Cooling device 21.
・・Mandrel 25・Collection 29.29・
...Cooling part 32.32...Refrigerant passage γ0...
Vacuum chamber patent applicant Nissan Motor Co., Ltd. Figure 9 Figure 10 Figure 6 Figure 7 Figure 8
Claims (1)
に溶接部の両側を冷却する薄肉容器の溶接部焼なまし方
法。 2)薄肉容器に嵌装しうるマンドレルと、このマンドレ
ルに半径方向への進出および後退が可能に保持されたコ
レットと、このコレットの進出途上において溶接部の両
側に当接しうるようにして当該コレットに形成した冷却
部と、この冷却部の近傍にあつてコレットに形成した冷
媒通路と、コレットを進出方向へ駆動する駆動手段とを
そなえる薄肉容器の溶接部焼なましに用いる冷却装置。[Claims] 1) A method for annealing a welded part of a thin-walled container, in which the thin-walled container is placed in a vacuum chamber and both sides of the welded part are cooled while the welded part is being heated. 2) A mandrel that can be fitted into a thin-walled container, a collet that is held by this mandrel so that it can advance and retreat in the radial direction, and a collet that is so arranged that it can come into contact with both sides of the welded part while it is advancing. A cooling device used for annealing a welded part of a thin-walled container, comprising: a cooling section formed in the cooling section, a refrigerant passage formed in the collet near the cooling section, and a driving means for driving the collet in the advancing direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60146837A JPH0665726B2 (en) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | Method for annealing welded portion of thin-walled container and cooling device used in this method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP60146837A JPH0665726B2 (en) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | Method for annealing welded portion of thin-walled container and cooling device used in this method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6210222A true JPS6210222A (en) | 1987-01-19 |
JPH0665726B2 JPH0665726B2 (en) | 1994-08-24 |
Family
ID=15416647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP60146837A Expired - Lifetime JPH0665726B2 (en) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | Method for annealing welded portion of thin-walled container and cooling device used in this method |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0665726B2 (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS494613A (en) * | 1972-05-08 | 1974-01-16 | ||
JPS56126091A (en) * | 1980-03-10 | 1981-10-02 | Toshiba Corp | Butt welding method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0665726B2 (en) | 1994-08-24 |
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