JPS6297769A - 溶接管の製造方法 - Google Patents
溶接管の製造方法Info
- Publication number
- JPS6297769A JPS6297769A JP23702785A JP23702785A JPS6297769A JP S6297769 A JPS6297769 A JP S6297769A JP 23702785 A JP23702785 A JP 23702785A JP 23702785 A JP23702785 A JP 23702785A JP S6297769 A JPS6297769 A JP S6297769A
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- JP
- Japan
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- welding
- roll
- pipe
- seam
- squeeze roll
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- Butt Welding And Welding Of Specific Article (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】
[産業上の利用分野]
本発明はTiやTi合金等の低ヤング率金属からなる溶
接管の製造方法に関し、詳細には溶接欠陥を発生させる
ことなく能率的に溶接管を製造する方法に関するもので
ある。
接管の製造方法に関し、詳細には溶接欠陥を発生させる
ことなく能率的に溶接管を製造する方法に関するもので
ある。
[従来の技術]
溶接管を製;告するに当たって6±−イη11えば箪8
画に示す様に長手方向に複数対設けてなる成形ロール2
の間に帯状ストリップ1を供給し、幅方向に湾曲させて
円管状に形成した後、突き合わせ部を例えば非消耗電極
5を用いてシーム溶接し溶接管6とする方法が実施され
ている。
画に示す様に長手方向に複数対設けてなる成形ロール2
の間に帯状ストリップ1を供給し、幅方向に湾曲させて
円管状に形成した後、突き合わせ部を例えば非消耗電極
5を用いてシーム溶接し溶接管6とする方法が実施され
ている。
ところでこの様な溶接管製造法によって鋼管等を製造す
る場合には特に問題はないが、TiやTi合金等の如く
引張強さの割りに耐力が大であると共にヤング率の小さ
い、換言するとスプリングバック力の大きな金属からな
る溶接管を製造しようとすると、シーム溶接段階で溶融
部にスプリングバック力が働いて割れやアンダーカット
等の溶接欠陥が発生することが多い。特に造管速度が速
くなったり、造管される管の肉厚が大きい場合には、こ
れに合わせて溶接電流も高くするので溶融プールが大き
く且つ細長くなるが、こうした場合には上記溶接欠陥の
発生は一層顕著なものとなる。この為Ti又はTi合金
管等の製造においては溶接欠陥の発生を回避する為に溶
接電流が制限されており造管速度も低速にあまんしなけ
ればならない状況にある。
る場合には特に問題はないが、TiやTi合金等の如く
引張強さの割りに耐力が大であると共にヤング率の小さ
い、換言するとスプリングバック力の大きな金属からな
る溶接管を製造しようとすると、シーム溶接段階で溶融
部にスプリングバック力が働いて割れやアンダーカット
等の溶接欠陥が発生することが多い。特に造管速度が速
くなったり、造管される管の肉厚が大きい場合には、こ
れに合わせて溶接電流も高くするので溶融プールが大き
く且つ細長くなるが、こうした場合には上記溶接欠陥の
発生は一層顕著なものとなる。この為Ti又はTi合金
管等の製造においては溶接欠陥の発生を回避する為に溶
接電流が制限されており造管速度も低速にあまんしなけ
ればならない状況にある。
こうした状況の中でTi1il溶接管等の高能率生産を
達成すべく種々の方策が提案されている。例えば成形ロ
ールによる強制力を高めて少しでもスプリングバック力
を小さくする為に現状のスクイズロールから複数対の小
径スクイズロールへの変更あるいは該小径スクイズロー
ルと現状のスクイズロールの併用等といった手段が講じ
られている。またビード形状改善の意味もあって溶接電
流を一挙に溶接部に供給せずに分割して供給する多電極
溶接法も採用されているが、これらの方法を駆使しても
溶接欠陥を発生させることなくTi溶接管等の高能率溶
接を達成することはできなかった。
達成すべく種々の方策が提案されている。例えば成形ロ
ールによる強制力を高めて少しでもスプリングバック力
を小さくする為に現状のスクイズロールから複数対の小
径スクイズロールへの変更あるいは該小径スクイズロー
ルと現状のスクイズロールの併用等といった手段が講じ
られている。またビード形状改善の意味もあって溶接電
流を一挙に溶接部に供給せずに分割して供給する多電極
溶接法も採用されているが、これらの方法を駆使しても
溶接欠陥を発生させることなくTi溶接管等の高能率溶
接を達成することはできなかった。
[発明が解決しようとする問題点]
本発明はこうした事情に着目して種々研究を重ねた結果
完成されたものであって、Ti又はTi合金等の如く耐
力が大きくヤング率の小さな金属製の溶接管の製造に当
たり、造管速度の上昇や肉厚の増加等によって溶接電流
を増大させた場合でも、溶接欠陥の発生を防止すること
のできる様な溶接管の製造方法を提供しようとするもの
である。
完成されたものであって、Ti又はTi合金等の如く耐
力が大きくヤング率の小さな金属製の溶接管の製造に当
たり、造管速度の上昇や肉厚の増加等によって溶接電流
を増大させた場合でも、溶接欠陥の発生を防止すること
のできる様な溶接管の製造方法を提供しようとするもの
である。
[問題点を解決する為の手段]
しかして上記目的を達成した本発明は、低ヤング率金属
の帯状ストリップをスクイズロールにより幅方向に湾曲
させて円形に形成し、突き合わせ部をシーム溶接して管
体を製造する方法において、溶融プールの最終凝固位置
がスクイズロールのロール中心部から造管方向に15m
mを超え且つ次のスクイズロールとの中間点を超えない
部位に位置する様にして溶接を行なう点に要旨が存在す
る。
の帯状ストリップをスクイズロールにより幅方向に湾曲
させて円形に形成し、突き合わせ部をシーム溶接して管
体を製造する方法において、溶融プールの最終凝固位置
がスクイズロールのロール中心部から造管方向に15m
mを超え且つ次のスクイズロールとの中間点を超えない
部位に位置する様にして溶接を行なう点に要旨が存在す
る。
[作用]
割れやアンダーカット等の溶接欠陥の発生原因は前述の
通り低ヤング率金属のスプリングバック力にある。しか
るにスプリングバック力がどの様に作用して溶接欠陥が
発生するのかという点については詳細には明らかでない
。そこで本発明者等は上記発生機構について種々研究を
重ねた。
通り低ヤング率金属のスプリングバック力にある。しか
るにスプリングバック力がどの様に作用して溶接欠陥が
発生するのかという点については詳細には明らかでない
。そこで本発明者等は上記発生機構について種々研究を
重ねた。
第5図は帯状ストリップを湾曲させて−スクイズロール
SQ工〜SQ3で挟圧した場合(シーム溶接前)の帯状
ストリップ端面突き合わせ状況を示す模式図である。ま
た第6図は上記突き合わせ部におけるシーム開放幅の変
化を示すグラフである。第5.6図から理解される様に
シーム開放幅Wはスクイズロールの挟圧点で平となり、
挟圧点同士の中間位置で最大となっている。ここで上記
シーム開放幅の変化を帯状ストリップのスプリングバッ
ク力との関係でより詳しく観察すると、例えは挟圧点B
の反造管方向側殊に挟圧点Bと挟圧点Aの中間点から挟
圧点Bまでの間では挟圧点Bに向かってシーム開放幅が
小さくなっており、この領域ではスプリングバック力は
抑え込まれる状態にある。これに対し挟圧点Bの造管方
向側殊に次の中間点までの区間ではスクイズロールによ
る挟圧力が徐々に開放されてシーム開放幅が拡大しティ
る。特にシーム開放幅変化曲線に対して引いた接t13
に、Lの傾きで表わされるシーム開放幅の拡大度合は挟
圧点Bに近い程大きく挟圧点から遠ざかるにつれて緩や
かになっている。換言すると、挟圧点の造管方向側であ
って挟圧点に近接した区間はど帯状ストリップ突き合わ
せ部に大きなスプリングバック力が働き、挟圧点から遠
ざかるにつれてスプリングバック力が弱まる傾向にある
。
SQ工〜SQ3で挟圧した場合(シーム溶接前)の帯状
ストリップ端面突き合わせ状況を示す模式図である。ま
た第6図は上記突き合わせ部におけるシーム開放幅の変
化を示すグラフである。第5.6図から理解される様に
シーム開放幅Wはスクイズロールの挟圧点で平となり、
挟圧点同士の中間位置で最大となっている。ここで上記
シーム開放幅の変化を帯状ストリップのスプリングバッ
ク力との関係でより詳しく観察すると、例えは挟圧点B
の反造管方向側殊に挟圧点Bと挟圧点Aの中間点から挟
圧点Bまでの間では挟圧点Bに向かってシーム開放幅が
小さくなっており、この領域ではスプリングバック力は
抑え込まれる状態にある。これに対し挟圧点Bの造管方
向側殊に次の中間点までの区間ではスクイズロールによ
る挟圧力が徐々に開放されてシーム開放幅が拡大しティ
る。特にシーム開放幅変化曲線に対して引いた接t13
に、Lの傾きで表わされるシーム開放幅の拡大度合は挟
圧点Bに近い程大きく挟圧点から遠ざかるにつれて緩や
かになっている。換言すると、挟圧点の造管方向側であ
って挟圧点に近接した区間はど帯状ストリップ突き合わ
せ部に大きなスプリングバック力が働き、挟圧点から遠
ざかるにつれてスプリングバック力が弱まる傾向にある
。
ところで割れやアンダーカット等の溶接欠陥は、電極よ
り溶接電流を流して溶融した金属が凝固しようとする時
期あるいは凝固して間もない時期にスプリングバック力
が凝固部分に作用すると当該凝固部分の耐力が未だ小さ
い為にこれに抗しきれず発生すると考えられる。
り溶接電流を流して溶融した金属が凝固しようとする時
期あるいは凝固して間もない時期にスプリングバック力
が凝固部分に作用すると当該凝固部分の耐力が未だ小さ
い為にこれに抗しきれず発生すると考えられる。
従って前述のスプリングバック力の変化を考え併せると
、溶融金属が凝固しようとする領域が、スプリングバッ
ク力の作用が大きな区域に入らない様に溶接条件を調整
すれば、前述の溶接欠陥を防止することができるのでは
ないかと考えるに至った。
、溶融金属が凝固しようとする領域が、スプリングバッ
ク力の作用が大きな区域に入らない様に溶接条件を調整
すれば、前述の溶接欠陥を防止することができるのでは
ないかと考えるに至った。
本発明はこうした知見を基に更に研究を重ねた結果完成
されたものである。
されたものである。
本発明においては、溶接欠陥の発生に深く係わる箇所を
溶融プールの最終凝固位置として促えた。即ち溶融プー
ルの始端あるいは中間位置ではスプリングバック力に対
する抗力が殆どないのでシーム開放幅の拡大を抑えるこ
とはできないが、仮にシーム開放幅が若干大きくなって
も広がった部分に溶融金属が流れ込んで広がりを補なう
ので、これが直ちに溶接欠陥の発生につながることには
ならない。しかるに溶融プールの最終凝固位置は今まさ
に凝固しようとする位置であるので溶融金属は流動性を
失なっており、しかもスプリングバック力に対する抗力
も小さい。従ってここではシーム開放幅の拡大が起こり
易く、シかも拡大によって生じた割れ等の欠陥を溶融金
属で補なうこともできない。こうしたことから溶接欠陥
の発生を防止する上では最終凝固位置における割れ等の
発生はぜひとも防止しなければならない。
溶融プールの最終凝固位置として促えた。即ち溶融プー
ルの始端あるいは中間位置ではスプリングバック力に対
する抗力が殆どないのでシーム開放幅の拡大を抑えるこ
とはできないが、仮にシーム開放幅が若干大きくなって
も広がった部分に溶融金属が流れ込んで広がりを補なう
ので、これが直ちに溶接欠陥の発生につながることには
ならない。しかるに溶融プールの最終凝固位置は今まさ
に凝固しようとする位置であるので溶融金属は流動性を
失なっており、しかもスプリングバック力に対する抗力
も小さい。従ってここではシーム開放幅の拡大が起こり
易く、シかも拡大によって生じた割れ等の欠陥を溶融金
属で補なうこともできない。こうしたことから溶接欠陥
の発生を防止する上では最終凝固位置における割れ等の
発生はぜひとも防止しなければならない。
そこで本発明では割れ等の溶接欠陥を引き起こすスプリ
ングバック力が最終凝固位置にかからない様に、その位
置が、スクイズロールのロール中心部から造管方向に1
5mmを超えた部位に位置する様に構成している。即ち
スプリングバック力が大きい領域とは、前述の解析で示
す様に挟圧点即ちスクイズロールのロール中心部から造
管方向へ向かうある一定の区域であり、この領域は本発
明者等の研究によれば0〜15mmの範囲であった。
・即ちスクイズロールのロール中心部から造管方向へ
の距離が0mm未満即ち反造管方向の区域に最終凝固位
置が存在する場合には、当該位置にはシーム開放幅を拡
大しようとする力が作用せず、むしろシーム開放幅を縮
小する方向の挟圧力が勝っている。従ってこの領域では
溶接欠陥の発生する恐れはない。但しこの領域に最終凝
固位置があると、流動性を失なった溶接金属が挟圧力に
よって中央へ押し込まれるので溶接ビードが凸形となる
ことが予想される。一方スクイズロールのロール中心部
から造管方向に15mmを超えた領域に最終凝固位置が
存在する場合にはスプリングバック力は正の値であるが
十分に小さくなっているので溶接欠陥を引き起こすまで
は至らない。これに対してスクイズロールのロール中心
部から造管方向に0〜15mmの領域ではスプリングバ
ック力が大、きく作用するので、この領域に最終凝固位
置が存在すると溶接欠陥が発生すると考えられる。上記
考察から溶接欠陥の発生を防止しつつTi製溶接管を製
造するに当たっては溶融プールの最終凝固位置をスクイ
ズロールのロール中心部から造管方向に15mmを超え
た部位に位置する様に溶接条件を設定する必要がある。
ングバック力が最終凝固位置にかからない様に、その位
置が、スクイズロールのロール中心部から造管方向に1
5mmを超えた部位に位置する様に構成している。即ち
スプリングバック力が大きい領域とは、前述の解析で示
す様に挟圧点即ちスクイズロールのロール中心部から造
管方向へ向かうある一定の区域であり、この領域は本発
明者等の研究によれば0〜15mmの範囲であった。
・即ちスクイズロールのロール中心部から造管方向へ
の距離が0mm未満即ち反造管方向の区域に最終凝固位
置が存在する場合には、当該位置にはシーム開放幅を拡
大しようとする力が作用せず、むしろシーム開放幅を縮
小する方向の挟圧力が勝っている。従ってこの領域では
溶接欠陥の発生する恐れはない。但しこの領域に最終凝
固位置があると、流動性を失なった溶接金属が挟圧力に
よって中央へ押し込まれるので溶接ビードが凸形となる
ことが予想される。一方スクイズロールのロール中心部
から造管方向に15mmを超えた領域に最終凝固位置が
存在する場合にはスプリングバック力は正の値であるが
十分に小さくなっているので溶接欠陥を引き起こすまで
は至らない。これに対してスクイズロールのロール中心
部から造管方向に0〜15mmの領域ではスプリングバ
ック力が大、きく作用するので、この領域に最終凝固位
置が存在すると溶接欠陥が発生すると考えられる。上記
考察から溶接欠陥の発生を防止しつつTi製溶接管を製
造するに当たっては溶融プールの最終凝固位置をスクイ
ズロールのロール中心部から造管方向に15mmを超え
た部位に位置する様に溶接条件を設定する必要がある。
尚上記構成においてスクイズロールは実際の溶接条件の
中では大力の場合1対に特定されるが、特定されるスク
イズロールによってスクイズロール挟圧点前後のシーム
開放幅の変化状況が変る訳ではないので、要は特定され
るスクイズロールがどれであっても当該スクイズロール
のロール中心部から造管方向に15mmを超えた部位に
溶融プールの最終凝固位置が位置する様にすれば溶接欠
陥の発生を防止することができる。尚上記記載から明ら
かな様に15mmを超えた部位であっても次のスクイズ
ロールの挟圧力により凸ビードが形成される位置てあっ
てはならないことは言う迄もない。
中では大力の場合1対に特定されるが、特定されるスク
イズロールによってスクイズロール挟圧点前後のシーム
開放幅の変化状況が変る訳ではないので、要は特定され
るスクイズロールがどれであっても当該スクイズロール
のロール中心部から造管方向に15mmを超えた部位に
溶融プールの最終凝固位置が位置する様にすれば溶接欠
陥の発生を防止することができる。尚上記記載から明ら
かな様に15mmを超えた部位であっても次のスクイズ
ロールの挟圧力により凸ビードが形成される位置てあっ
てはならないことは言う迄もない。
[実施例コ
第1図はシーム溶接部近傍を4対の小径スクイズロール
S1〜S4で挟持し、3つの非消耗電極を夫々W1〜W
3の位置に配置した実施例を示す要部説明図である。W
1〜W3位置でのビード断面形状は夫々第2〜4図に示
す通りであり、Wlでは予備的な溶接が行なわれるが、
これによる溶融プールは殆ど生成せず、あるいは生成し
てもすぐに凝固し、W2及びW3での溶接により生成し
た溶融プールがスクイズロールS2と33の間で凝固し
ている。即ち該溶接の溶融プール最終凝固位置aは、ス
クイズロールS2のロール中心部より造管方向に25+
++m離れた位置にあり、ロール中心部から15mmを
超えた部位に存在する為割れの発生は見られず、また凸
形ビートの発生もなかった。尚上記では非消耗電極が3
つの場合を示したが、2N、極(例えばWlとW2)あ
るいは1電極(例えばWz)で良好な溶接ビード(第4
図に示す)を形成する場合には、最終凝固位置も夫々W
2あるいはwiによる溶融プールの凝固位置となり、当
該位置がスクイズロール(SzあるいはS2)中心部か
ら造管方向に15mmを超えた部位に位置する様にすれ
ばよい。
S1〜S4で挟持し、3つの非消耗電極を夫々W1〜W
3の位置に配置した実施例を示す要部説明図である。W
1〜W3位置でのビード断面形状は夫々第2〜4図に示
す通りであり、Wlでは予備的な溶接が行なわれるが、
これによる溶融プールは殆ど生成せず、あるいは生成し
てもすぐに凝固し、W2及びW3での溶接により生成し
た溶融プールがスクイズロールS2と33の間で凝固し
ている。即ち該溶接の溶融プール最終凝固位置aは、ス
クイズロールS2のロール中心部より造管方向に25+
++m離れた位置にあり、ロール中心部から15mmを
超えた部位に存在する為割れの発生は見られず、また凸
形ビートの発生もなかった。尚上記では非消耗電極が3
つの場合を示したが、2N、極(例えばWlとW2)あ
るいは1電極(例えばWz)で良好な溶接ビード(第4
図に示す)を形成する場合には、最終凝固位置も夫々W
2あるいはwiによる溶融プールの凝固位置となり、当
該位置がスクイズロール(SzあるいはS2)中心部か
ら造管方向に15mmを超えた部位に位置する様にすれ
ばよい。
次に本発明方法を用いてTi管を製造した場合の溶接結
果を第1表に示す。また第1表に示す溶接例における造
管速度とクレータ部(溶融プール)の長さの関係を第7
図に示す。
果を第1表に示す。また第1表に示す溶接例における造
管速度とクレータ部(溶融プール)の長さの関係を第7
図に示す。
第1表に示される様に、N011〜3のいずれの場合で
も、LがOm[11以下の場合には割れの発生は見られ
なかったもののビード形状が凸形となって満足し得る結
果が得られなかった。一方りがOmmを超えて+15m
n+以下の場合にはビード形状は平滑なものが得られた
が割れが発生し、やはり満足し得る結果が得られなかっ
た。これらに対ししが+15mmを超える場合には割れ
の発生はなく、しかもビード形状の平滑なものが得られ
た。尚造管速度とクレータ部長さの間には第7図に示す
関係があるので、第1表に示す如く溶融プールの最終凝
固位置を調整するに当たって上記関係を考慮して最終非
消耗電極の狙い位置を設定すればよい。
も、LがOm[11以下の場合には割れの発生は見られ
なかったもののビード形状が凸形となって満足し得る結
果が得られなかった。一方りがOmmを超えて+15m
n+以下の場合にはビード形状は平滑なものが得られた
が割れが発生し、やはり満足し得る結果が得られなかっ
た。これらに対ししが+15mmを超える場合には割れ
の発生はなく、しかもビード形状の平滑なものが得られ
た。尚造管速度とクレータ部長さの間には第7図に示す
関係があるので、第1表に示す如く溶融プールの最終凝
固位置を調整するに当たって上記関係を考慮して最終非
消耗電極の狙い位置を設定すればよい。
[発明の効果]
本発明は以上の様に構成されており、低ヤング率金属製
管の溶接に当たり造管される管の肉厚や造管速度を考慮
しつつ、非消耗電極の配置を調整することにより溶融プ
ールの最終凝固位置を、スクイズロールのロール中心部
から造管方向に+15mmを超え且つ次のスクイズロー
ルとの中間点を超えない部位に設定する。この結果割れ
やアンダーカット等の溶接欠陥のない平滑なビードを得
ることができる。特に造管速度が上昇しても上記効果を
得ることができ、生産性の向上を達成することができる
。
管の溶接に当たり造管される管の肉厚や造管速度を考慮
しつつ、非消耗電極の配置を調整することにより溶融プ
ールの最終凝固位置を、スクイズロールのロール中心部
から造管方向に+15mmを超え且つ次のスクイズロー
ルとの中間点を超えない部位に設定する。この結果割れ
やアンダーカット等の溶接欠陥のない平滑なビードを得
ることができる。特に造管速度が上昇しても上記効果を
得ることができ、生産性の向上を達成することができる
。
第1図は本発明方法の適用例を示す説明図、第2〜4図
は第1図の溶接位置W1〜W3における溶接ビード断面
形状を示す説明図、第5図はスクイズロール間のシーム
開放幅の変化を示す模式図、第6図は長さ方向にみたシ
ーム開放幅の変位量を示すグラフ、第7図は造管速度と
クレータ部長さの関係を示すグラフ、第8図は溶接管の
製造方法の一例を示す側面説明図である。
は第1図の溶接位置W1〜W3における溶接ビード断面
形状を示す説明図、第5図はスクイズロール間のシーム
開放幅の変化を示す模式図、第6図は長さ方向にみたシ
ーム開放幅の変位量を示すグラフ、第7図は造管速度と
クレータ部長さの関係を示すグラフ、第8図は溶接管の
製造方法の一例を示す側面説明図である。
Claims (1)
- 低ヤング率金属の帯状ストリップをスクイズロールによ
り幅方向に湾曲させて円形に形成し、突き合わせ部をシ
ーム溶接して管体を製造する方法において、溶融プール
の最終凝固位置がスクイズロールのロール中心部から造
管方向に15mmを超え且つ次のスクイズロールとの中
間点を超えない部位に位置する様にして溶接を行なうこ
とを特徴とする溶接管の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23702785A JPS6297769A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 溶接管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23702785A JPS6297769A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 溶接管の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6297769A true JPS6297769A (ja) | 1987-05-07 |
Family
ID=17009306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23702785A Pending JPS6297769A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 溶接管の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6297769A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5334771A (en) * | 1976-09-08 | 1978-03-31 | Hoechst Ag | Thiazolidine derivative and its preparation |
-
1985
- 1985-10-23 JP JP23702785A patent/JPS6297769A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5334771A (en) * | 1976-09-08 | 1978-03-31 | Hoechst Ag | Thiazolidine derivative and its preparation |
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