JP2543524B2 - 自動ア−ク溶接装置 - Google Patents
自動ア−ク溶接装置Info
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- JP2543524B2 JP2543524B2 JP62127249A JP12724987A JP2543524B2 JP 2543524 B2 JP2543524 B2 JP 2543524B2 JP 62127249 A JP62127249 A JP 62127249A JP 12724987 A JP12724987 A JP 12724987A JP 2543524 B2 JP2543524 B2 JP 2543524B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、定電圧溶接電源を用い、溶接ワイヤの送給
と溶接トーチの移動を自動的に行なう方式の自動アーク
溶接装置に係り、特に、溶接用ロボツトに好適な自動ア
ーク溶接装置に関する。
と溶接トーチの移動を自動的に行なう方式の自動アーク
溶接装置に係り、特に、溶接用ロボツトに好適な自動ア
ーク溶接装置に関する。
溶接ワイヤの送給と溶接トーチの移動を自動的に行な
う方式の自動アーク溶接装置では、そのアーク電源とし
て、一般に、定電圧溶接電源を用いており、このため、
アーク電圧は設定値に制御されるが、アーク電流につい
ては、特に、その直接的な制御は行なっておらず、溶接
用のワイヤの送給速度の制御によって、間接的に行なう
ようになっていた。すなわち、アーク溶接では、第2図
(a)に示すようにして溶接が行なわれるが、上記した
ような定電流電源を用いたアーク溶接では、このときの
アーク電流(溶接電流)Iaは、第2図(b)に示すよう
に、溶接ワイヤの突出し長さLeをパラメータとして溶接
ワイヤの溶融速度(送給速度)の関数になる。そこで、
この溶接ワイヤの送給速度を予じめ定められている設定
速度に制御することにより溶接電流Iaが、間接的ではあ
るが制御されることになるのである。
う方式の自動アーク溶接装置では、そのアーク電源とし
て、一般に、定電圧溶接電源を用いており、このため、
アーク電圧は設定値に制御されるが、アーク電流につい
ては、特に、その直接的な制御は行なっておらず、溶接
用のワイヤの送給速度の制御によって、間接的に行なう
ようになっていた。すなわち、アーク溶接では、第2図
(a)に示すようにして溶接が行なわれるが、上記した
ような定電流電源を用いたアーク溶接では、このときの
アーク電流(溶接電流)Iaは、第2図(b)に示すよう
に、溶接ワイヤの突出し長さLeをパラメータとして溶接
ワイヤの溶融速度(送給速度)の関数になる。そこで、
この溶接ワイヤの送給速度を予じめ定められている設定
速度に制御することにより溶接電流Iaが、間接的ではあ
るが制御されることになるのである。
なお、この種の装置として、関連するものとしては、
例えば、特開昭60−3974号,特開昭60−213357号広報を
挙げることができる。
例えば、特開昭60−3974号,特開昭60−213357号広報を
挙げることができる。
上記従来技術では、溶接ワイヤの送給速度が設定値に
制御されているだけなので、何らかの理由、例えば、ワ
ーク(被溶接物)の形状や表面形状の変化などにより溶
接動作中にアーク長が変ったときなど、溶接電流に変化
を生じ、このためワークに対する溶着量が不均一になる
という点について配慮されておらず、溶接ビードの太さ
が不均一になって溶接品質の低下をもたらし易いという
問題点があった。
制御されているだけなので、何らかの理由、例えば、ワ
ーク(被溶接物)の形状や表面形状の変化などにより溶
接動作中にアーク長が変ったときなど、溶接電流に変化
を生じ、このためワークに対する溶着量が不均一になる
という点について配慮されておらず、溶接ビードの太さ
が不均一になって溶接品質の低下をもたらし易いという
問題点があった。
本発明の目的は、ワークの形状変化などにもかかわら
ず、常に均一な溶接ビードが得られ、高品質を保っての
溶接作業が容易に得られるようにした自動アーク溶接装
置を提供することにある。
ず、常に均一な溶接ビードが得られ、高品質を保っての
溶接作業が容易に得られるようにした自動アーク溶接装
置を提供することにある。
上記目的は、溶接電流を検出し、この検出結果を溶接
ワイヤの送給速度制御と溶接トーチの移動速度制御にフ
ィードバックさせ、溶接ビードの大きさを制御するよう
にして達成される。
ワイヤの送給速度制御と溶接トーチの移動速度制御にフ
ィードバックさせ、溶接ビードの大きさを制御するよう
にして達成される。
溶接電流の変化に応じて溶接ワイヤの送り出し速度が
変えられ、単位時間当りの溶着量が変化しても、これに
応じて溶接トーチの移動速度、すなわち、溶接速度が変
えられてゆくので、溶接部分の単位長さ当りの溶着量に
は変化が現われず、この結果、均一な大きさの溶接ビー
ドを得ることができる。
変えられ、単位時間当りの溶着量が変化しても、これに
応じて溶接トーチの移動速度、すなわち、溶接速度が変
えられてゆくので、溶接部分の単位長さ当りの溶着量に
は変化が現われず、この結果、均一な大きさの溶接ビー
ドを得ることができる。
以下、本発明による自動アーク溶接装置について、図
示の実施例によゐ詳細に説明する。
示の実施例によゐ詳細に説明する。
第1図は、本発明の一実施例で、図において、1は溶
接トーチ、2は溶接トーチ1を移動させるための台車、
3は台車2を駆動するためのボールネジ、4はボールネ
ジ3を回転駆動するためのモータ、5はモータ4の回転
数を検出するためのタコジエネ、6は制御装置、7はモ
ータ速度検出装置8はアーク溶接機、9,10はアーク電流
供給用の電源線とアース線、11は溶接ワイヤ、20は溶接
ワイヤ送給用のモータ、21は溶接ワイヤのリール、22は
台車2のレール、23はワーク、24は電流検出器である。
接トーチ、2は溶接トーチ1を移動させるための台車、
3は台車2を駆動するためのボールネジ、4はボールネ
ジ3を回転駆動するためのモータ、5はモータ4の回転
数を検出するためのタコジエネ、6は制御装置、7はモ
ータ速度検出装置8はアーク溶接機、9,10はアーク電流
供給用の電源線とアース線、11は溶接ワイヤ、20は溶接
ワイヤ送給用のモータ、21は溶接ワイヤのリール、22は
台車2のレール、23はワーク、24は電流検出器である。
台車2はレール22上に移動可能に保持され、モータ4
で回転駆動されるボールネジ3によりレール22上を所定
の速度で走行してゆくようになっていおり、これにより
溶接トーチ1をワーク23の溶接経路に沿って移動させて
ゆく働きをする。そして、このとき、モータ4は、モー
タ速度制御装置7からの駆動信号12により速度制御さ
れ、タコジエネ5は、このときのモータ4の回転数を検
出し、速度検出値13を発生する働きをする。
で回転駆動されるボールネジ3によりレール22上を所定
の速度で走行してゆくようになっていおり、これにより
溶接トーチ1をワーク23の溶接経路に沿って移動させて
ゆく働きをする。そして、このとき、モータ4は、モー
タ速度制御装置7からの駆動信号12により速度制御さ
れ、タコジエネ5は、このときのモータ4の回転数を検
出し、速度検出値13を発生する働きをする。
制御装置6は、電流検出器24からの電流検出値16と、
予じめオペレータなどから与えられている溶接電圧設定
値17、同じく溶接電流設定18、それに基準速度設定時19
などの各種のデータを入力し、これらを演算処理するこ
とにより、アーク溶接器8に溶接電圧指令14と溶接電流
指令15と供給すると共に、モータ速度制御装置7に送度
指令25を供給する働きをする。
予じめオペレータなどから与えられている溶接電圧設定
値17、同じく溶接電流設定18、それに基準速度設定時19
などの各種のデータを入力し、これらを演算処理するこ
とにより、アーク溶接器8に溶接電圧指令14と溶接電流
指令15と供給すると共に、モータ速度制御装置7に送度
指令25を供給する働きをする。
アーク溶接器8は、制御装置6からの溶接電圧指令14
に応じて、それに対応した一定の溶接電圧を電源線9と
アース線10に出力すると共に、溶接電流指令15に応じて
送給信号26をワイヤ送給用のモータ20に供給する働きを
する。
に応じて、それに対応した一定の溶接電圧を電源線9と
アース線10に出力すると共に、溶接電流指令15に応じて
送給信号26をワイヤ送給用のモータ20に供給する働きを
する。
従って、この第1図の自動アーク溶接装置は、予じめ
制御装置6に設定してある溶接条件のもとで動作し、ワ
ーク23の所定の経路に沿って自動的に溶接作業を遂行す
ることになる。すなわち、まず、溶接トーチ1には、電
源線9とアース線10により、溶接電圧設定値17で定まる
所定の溶接電圧が供給され、一方、溶接電流設定値18に
基づく送給信号26でモータ20が駆動され、この結果、所
定の速度で溶接ワイヤ11が送給されることにより、この
溶接トーチ1のワイヤ先端部とワーク23との間にアーク
が作り出され、溶接が行なわれる。
制御装置6に設定してある溶接条件のもとで動作し、ワ
ーク23の所定の経路に沿って自動的に溶接作業を遂行す
ることになる。すなわち、まず、溶接トーチ1には、電
源線9とアース線10により、溶接電圧設定値17で定まる
所定の溶接電圧が供給され、一方、溶接電流設定値18に
基づく送給信号26でモータ20が駆動され、この結果、所
定の速度で溶接ワイヤ11が送給されることにより、この
溶接トーチ1のワイヤ先端部とワーク23との間にアーク
が作り出され、溶接が行なわれる。
また、これと平行して、モータ速度制御装置7から
は、速度指令235に対応した駆動信号12が台車駆動用の
モータ4に供給され、これにより台車2が移動し、溶接
経路に沿って溶接が進んでゆくことになる。なお、この
とき、モータ4の回転数がタコジエネ5によって検出さ
れており、これによる速度検出値13がモータ速度制御装
置7に入力され、この結果、モータ4による台車2の移
動速度が速度指令25で与えられている所定値に収斂する
ようなフイードバックが働くようになっている。
は、速度指令235に対応した駆動信号12が台車駆動用の
モータ4に供給され、これにより台車2が移動し、溶接
経路に沿って溶接が進んでゆくことになる。なお、この
とき、モータ4の回転数がタコジエネ5によって検出さ
れており、これによる速度検出値13がモータ速度制御装
置7に入力され、この結果、モータ4による台車2の移
動速度が速度指令25で与えられている所定値に収斂する
ようなフイードバックが働くようになっている。
さらに、このとき、溶接ワイヤ11は、溶接電流指令15
に対応した速度で送給され、これにより溶接電流設定値
18で与えられている溶接電流値が保たれるようになるの
である。
に対応した速度で送給され、これにより溶接電流設定値
18で与えられている溶接電流値が保たれるようになるの
である。
ところで、こうして溶接動作が開始すると、溶接電流
検出器24により電源線9に流れる電流、すなわち、アー
ク電流が電流検出値16として検出され、制御装置6に入
力される。
検出器24により電源線9に流れる電流、すなわち、アー
ク電流が電流検出値16として検出され、制御装置6に入
力される。
ここで、この制御装置6の詳細を第3図により説明す
る。なお、この第3図は、制御装置6による溶接電圧指
令14、溶接電流指令15、それに速度指令25の演算に必要
な構成だけをブロックで示したもので、図において、30
は溶接電流設定値18から電流検出値16を減算して差を取
り出すための減算器、31は減算器30の出力を積分する積
分器、32、33はそれぞれ積分器31の出力をK1、K2倍する
乗算器、そして34は基準速度設定値19と乗算器33の出力
との和をとる加算器である。なお、溶接電圧指令14とし
ては溶接電圧設定値17がそのまま供給されるため、ここ
では端なる接続線35で表わしてある。
る。なお、この第3図は、制御装置6による溶接電圧指
令14、溶接電流指令15、それに速度指令25の演算に必要
な構成だけをブロックで示したもので、図において、30
は溶接電流設定値18から電流検出値16を減算して差を取
り出すための減算器、31は減算器30の出力を積分する積
分器、32、33はそれぞれ積分器31の出力をK1、K2倍する
乗算器、そして34は基準速度設定値19と乗算器33の出力
との和をとる加算器である。なお、溶接電圧指令14とし
ては溶接電圧設定値17がそのまま供給されるため、ここ
では端なる接続線35で表わしてある。
この第3図から明らかなように、まず、上記したよう
に、溶接電圧設定値17は溶接電圧指令として、そのまま
出力される。
に、溶接電圧設定値17は溶接電圧指令として、そのまま
出力される。
次に、溶接電流設定値18は、まず、減算器30により電
流検出値16との差が取られ、ついで、積分器31によって
積分されたあと乗算器32によりK1倍されて溶接電流指令
15となる。
流検出値16との差が取られ、ついで、積分器31によって
積分されたあと乗算器32によりK1倍されて溶接電流指令
15となる。
また、この積分器31の出力は、さらに乗算器33に供給
され、ここでK2倍された後、加算器34で基準速度設定値
19と加算されて速度指令25となる。
され、ここでK2倍された後、加算器34で基準速度設定値
19と加算されて速度指令25となる。
なお、ここで電流検出値16が増加し、、溶接電流設定
値18と電流検出値16との差がゼロになったときには、そ
れ以降は溶接電流指令15は所定の一定値を保つようにな
っている。
値18と電流検出値16との差がゼロになったときには、そ
れ以降は溶接電流指令15は所定の一定値を保つようにな
っている。
第1図に戻り、いま、何等かの理由により、例えば、
ワーク23の表面にへこみがあり、その部分に溶接トーチ
1が進んだなどの理由により、電流検出値16が減少した
とする。
ワーク23の表面にへこみがあり、その部分に溶接トーチ
1が進んだなどの理由により、電流検出値16が減少した
とする。
そうすると、減算器30の出力が正の値となり、これに
より積分器31の出力が増加し、その分、溶接電流指令15
も増加する。そして、この結果、溶接ワイヤ9の送給速
度が上昇し、このことは、この溶接ワイヤの送給速度の
上昇による溶接電流の増加に伴なった電流検出値16と溶
接電流設定値18との差がゼロに収斂するまで継続し、ゼ
ロに収まったときに溶接ワイヤ9の速度は一定値にな
る。
より積分器31の出力が増加し、その分、溶接電流指令15
も増加する。そして、この結果、溶接ワイヤ9の送給速
度が上昇し、このことは、この溶接ワイヤの送給速度の
上昇による溶接電流の増加に伴なった電流検出値16と溶
接電流設定値18との差がゼロに収斂するまで継続し、ゼ
ロに収まったときに溶接ワイヤ9の速度は一定値にな
る。
しかして、このままだと、溶接ワイヤ9の送給速度が
上昇した分だけ単位時間当りの溶着量が増加し、溶接ビ
ードが太くなってしまう。
上昇した分だけ単位時間当りの溶着量が増加し、溶接ビ
ードが太くなってしまう。
しかしながら、この実施例では、第3図から明らかな
ように、積分器31の出力が乗算器33を介して加算器34に
より基準速度設定値19に加算されるようになっている。
ように、積分器31の出力が乗算器33を介して加算器34に
より基準速度設定値19に加算されるようになっている。
この結果、電流検出値16の減少に基づいて溶接ワイヤ
9の送給速度の増加が現われると、これに伴って速度信
号25に加算分が与えられ、台車2の移動速度、つまり溶
接速度が、この加算分に応じて上昇されてゆくことにな
り、上記した溶接ワイヤ9の送給速度の増加分によう溶
着量に見合う溶接速度の増加により溶接ビードの太さの
増大は抑えられ、均一な太さの溶接ビードが得られるこ
とになる。
9の送給速度の増加が現われると、これに伴って速度信
号25に加算分が与えられ、台車2の移動速度、つまり溶
接速度が、この加算分に応じて上昇されてゆくことにな
り、上記した溶接ワイヤ9の送給速度の増加分によう溶
着量に見合う溶接速度の増加により溶接ビードの太さの
増大は抑えられ、均一な太さの溶接ビードが得られるこ
とになる。
他方、電流検出値16が増加した場合は、上記と反対に
動作し、同じようにして均一な太さの溶接ビードが得ら
れることになる。
動作し、同じようにして均一な太さの溶接ビードが得ら
れることになる。
ここで、上記した乗算器32、33における係数K1、K2に
ついて説明すると、これらの係数K1、K2は補正用のゲイ
ンを与えるためのもので、これら係数値の設定について
は、次のようにすればよい。
ついて説明すると、これらの係数K1、K2は補正用のゲイ
ンを与えるためのもので、これら係数値の設定について
は、次のようにすればよい。
まず、係数K1は、アーク溶接機8による溶接電流制御
速度に応じて所定値に設定してやればよい。
速度に応じて所定値に設定してやればよい。
次に、係数K2は、溶接ワイヤ9の送給速度が溶接電流
指令15に比例すると考えられるので、これに合わせて以
下のようにして設定してやればよい。すなわち、まず、
溶接電流指令15の値をIc、その増加分をΔIcとし、溶接
方向の単位長さ当りの溶着量を一定に保つものとすれ
ば、このときの溶接トーチ1の移動速度の増加量Δvは ΔV=ΔIc/Ic・V =(ΔIc/K1)・K1/Ic・V =(ΔIc/K1)・K2 となる。
指令15に比例すると考えられるので、これに合わせて以
下のようにして設定してやればよい。すなわち、まず、
溶接電流指令15の値をIc、その増加分をΔIcとし、溶接
方向の単位長さ当りの溶着量を一定に保つものとすれ
ば、このときの溶接トーチ1の移動速度の増加量Δvは ΔV=ΔIc/Ic・V =(ΔIc/K1)・K1/Ic・V =(ΔIc/K1)・K2 となる。
従って、係数K2は、 K2=(K1・V)/Ic として求められる。
そこで、以上のような方法で各パラメータを算出し、
乗算器32、33を構成してやればよい。
乗算器32、33を構成してやればよい。
ところで、以上の実施例では、第1図から明らかな如
く、台車2とボールネジ3、台車駆動用のモータ4、レ
ール22などを用いた、直線移動型とでも言うべき自動溶
接機に本発明を適用した場合について説明したが、本発
明は、これに限らず実施可能なことは言うまでもなく、
例えば、多関節型のマニプレータを用いたロボット装置
による自動溶接機に適用しても、同様に優れた溶接品質
を保った動作が得られることは言うまでもない。
く、台車2とボールネジ3、台車駆動用のモータ4、レ
ール22などを用いた、直線移動型とでも言うべき自動溶
接機に本発明を適用した場合について説明したが、本発
明は、これに限らず実施可能なことは言うまでもなく、
例えば、多関節型のマニプレータを用いたロボット装置
による自動溶接機に適用しても、同様に優れた溶接品質
を保った動作が得られることは言うまでもない。
本発明によれば、溶接電流の変化に対しても自動的に
対応して溶着量の制御が得られるので、ワークの形状変
化などの影響を受けず、常に均一な溶接ビードが得ら
れ、高品質の溶接を行なうことができる。
対応して溶着量の制御が得られるので、ワークの形状変
化などの影響を受けず、常に均一な溶接ビードが得ら
れ、高品質の溶接を行なうことができる。
第1図は本発明による自動アーク溶接装置の一実施例を
示すブロツク図、第2図(a)、(b)は溶接トーチと
溶接電流の説明図、第3図は本発明における制御装置の
一実施例を示すブロツク図である。 1……溶接トーチ、2……台車、3……ボールネジ、4
……モータ、5……タコジエネ、6……制御装置、7…
…モータ速度制御装置、8……アーク溶接機、9……電
源線、10……アース線、11……溶接ワイヤ、20……溶接
ワイヤ送給用のモータ、21……溶接ワイヤのリール、22
……レール、23……ワーク、24……電流検出器。
示すブロツク図、第2図(a)、(b)は溶接トーチと
溶接電流の説明図、第3図は本発明における制御装置の
一実施例を示すブロツク図である。 1……溶接トーチ、2……台車、3……ボールネジ、4
……モータ、5……タコジエネ、6……制御装置、7…
…モータ速度制御装置、8……アーク溶接機、9……電
源線、10……アース線、11……溶接ワイヤ、20……溶接
ワイヤ送給用のモータ、21……溶接ワイヤのリール、22
……レール、23……ワーク、24……電流検出器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三宅 徳久 土浦市神立町502番地 株式会社日立製 作所機械研究所内 (72)発明者 吉原 稔 習志野市東習志野7丁目1番1号 株式 会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者 藤井 健二郎 習志野市東習志野7丁目1番1号 株式 会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者 毛利 峻治 横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社 日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 大浦 正雄 習志野市東習志野7丁目1番1号 株式 会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者 羽鳥 幸一 習志野市東習志野7丁目1番1号 株式 会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者 久保 謙二 日立市久慈町4026番地 株式会社日立製 作所日立研究所内 (72)発明者 藤原 紀六 土浦市神立町502番地 株式会社日立製 作所機械研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−30579(JP,A)
Claims (2)
- 【請求項1】定電圧溶接電源を用い、溶接ワイヤの送給
と溶接トーチの移動を自動的に行なう方式の自動アーク
溶接装置において、 上記溶接トーチとワークの間の距離を変化させずに、上
記溶接ワイヤの送給速度を制御するワイヤ送給速度制御
手段と、 上記溶接トーチの移動速度を制御する溶接速度制御手段
と、 溶接電流を検出する電流検出手段とを設け、 この電流検出手段による検出値と、予め設定されている
電流指令値との偏差に応じて上記ワイヤ送給速度制御手
段を制御し、この溶接ワイヤの送給速度の増減に応じて
溶接速度制御手段を制御することにより、溶接ビードの
大きさが制御されるように構成したことを特徴とする自
動アーク溶接装置。 - 【請求項2】特許請求の範囲第1項において、 上記溶接トーチがロボットに保持されていることを特徴
とする自動アーク溶接装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62127249A JP2543524B2 (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 自動ア−ク溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62127249A JP2543524B2 (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 自動ア−ク溶接装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63295062A JPS63295062A (ja) | 1988-12-01 |
JP2543524B2 true JP2543524B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=14955381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62127249A Expired - Lifetime JP2543524B2 (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 自動ア−ク溶接装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2543524B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101852256B1 (ko) * | 2015-05-15 | 2018-04-25 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 일렉트로슬래그 용접 방법 및 일렉트로슬래그 용접 장치 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102360829A (zh) * | 2011-08-15 | 2012-02-22 | 上海通用重工集团有限公司 | 一种用于交流弧焊机的新型电磁线 |
JP5569579B2 (ja) * | 2012-11-19 | 2014-08-13 | パナソニック株式会社 | 複合溶接方法と複合溶接装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6030579A (ja) * | 1983-07-28 | 1985-02-16 | Mitsubishi Electric Corp | ア−ク溶接の自動制御装置 |
-
1987
- 1987-05-26 JP JP62127249A patent/JP2543524B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101852256B1 (ko) * | 2015-05-15 | 2018-04-25 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 일렉트로슬래그 용접 방법 및 일렉트로슬래그 용접 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63295062A (ja) | 1988-12-01 |
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