JPH05293664A - 多電極ガスシールドアーク溶接法 - Google Patents
多電極ガスシールドアーク溶接法Info
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- JPH05293664A JPH05293664A JP10494992A JP10494992A JPH05293664A JP H05293664 A JPH05293664 A JP H05293664A JP 10494992 A JP10494992 A JP 10494992A JP 10494992 A JP10494992 A JP 10494992A JP H05293664 A JPH05293664 A JP H05293664A
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- Japan
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- torch
- arc welding
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高合金の肉盛り溶接などにおいて、多電極1
プール式のガスシールドアーク溶接法により幅広いビー
ドを形成し、肉盛り層の希釈による合金量低下を抑える
ことができる。 【構成】 2本以上のトーチ本体とシールドカップから
なり、シールドカップはワーク側に開口部を有し、ワー
クと反対側の内側天井部には、シールドガス放出用の貫
通孔とともに、トーチ本体嵌合用の貫通孔を設けたセラ
ミックス板と天井部上方に絶縁材で作られたトーチ本体
保持ブロックを有し、トーチ間絶縁してガスシールドア
ーク溶接を行い、各トーチ本体それぞれに独立した交流
溶接電源またはインバータ直流溶接電源を使用する。
プール式のガスシールドアーク溶接法により幅広いビー
ドを形成し、肉盛り層の希釈による合金量低下を抑える
ことができる。 【構成】 2本以上のトーチ本体とシールドカップから
なり、シールドカップはワーク側に開口部を有し、ワー
クと反対側の内側天井部には、シールドガス放出用の貫
通孔とともに、トーチ本体嵌合用の貫通孔を設けたセラ
ミックス板と天井部上方に絶縁材で作られたトーチ本体
保持ブロックを有し、トーチ間絶縁してガスシールドア
ーク溶接を行い、各トーチ本体それぞれに独立した交流
溶接電源またはインバータ直流溶接電源を使用する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は金属のアーク溶接方法に
関し、さらに詳しくは多電極ガスシールドアーク溶接に
より、とくに高合金鋼の溶接では溶接金属の希釈による
合金量低下を極力抑えることができ、また低合金鋼の溶
接では1パス当りの溶着量を増大できるという高品質か
つ高能率な溶接を行う方法に関するものである。
関し、さらに詳しくは多電極ガスシールドアーク溶接に
より、とくに高合金鋼の溶接では溶接金属の希釈による
合金量低下を極力抑えることができ、また低合金鋼の溶
接では1パス当りの溶着量を増大できるという高品質か
つ高能率な溶接を行う方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、比較的高品質な金属のガスシール
ドアーク溶接法として消耗電極と不活性ガスを用いるM
IG溶接が汎用されている。そして、MIGアークをツ
イン化することにより高能率溶接を行う試みもなされて
いる(特開昭64−87072号公報)。また、高合金
層の肉盛り溶接または高合金クラッド鋼の突合せ溶接に
おいては、普通鋼母材の希釈率を低くして高合金バッフ
ァー層またはクラッド層溶接金属の合金量低下を極力抑
える溶接法が必要でありそのための従来の技術としてT
IG法、PLASMA法および本発明者らによる特開平
2−6058号公報に記載のものがある。
ドアーク溶接法として消耗電極と不活性ガスを用いるM
IG溶接が汎用されている。そして、MIGアークをツ
イン化することにより高能率溶接を行う試みもなされて
いる(特開昭64−87072号公報)。また、高合金
層の肉盛り溶接または高合金クラッド鋼の突合せ溶接に
おいては、普通鋼母材の希釈率を低くして高合金バッフ
ァー層またはクラッド層溶接金属の合金量低下を極力抑
える溶接法が必要でありそのための従来の技術としてT
IG法、PLASMA法および本発明者らによる特開平
2−6058号公報に記載のものがある。
【0003】しかし、これらの従来技術は、高能率化と
高品質化に限界があった。すなわち、前者はガスシール
ドボックス内のノズルのスパッタ詰まりのため長時間の
溶接が困難となる作業性の問題があった。また、後者は
溶接速度を上げたりビード幅を広げようとするとオシレ
ート速度を上げる必要があるため、大粒のスパッタが発
生するようになりそのスパッタが溶接ビードの端部に付
着し溶接部表面の研削仕上げに手間取るという問題があ
った。
高品質化に限界があった。すなわち、前者はガスシール
ドボックス内のノズルのスパッタ詰まりのため長時間の
溶接が困難となる作業性の問題があった。また、後者は
溶接速度を上げたりビード幅を広げようとするとオシレ
ート速度を上げる必要があるため、大粒のスパッタが発
生するようになりそのスパッタが溶接ビードの端部に付
着し溶接部表面の研削仕上げに手間取るという問題があ
った。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、とくに高合
金鋼の溶接では溶接金属の希釈による合金量低下を極力
抑えることができ、また低合金鋼の溶接では1パス当り
の溶着量を増大できるという高品質かつ高能率な溶接を
行うとともに低合金鋼の溶接では1パス当りの溶着量を
増大できるという高品質かつ高能率な溶接を行うことが
でき、しかも少量のシールドガスによりガスシールドボ
ックス(シールドカップ)内のノズルのスパッタ詰まり
が生じ難い多電極ガスシールドアーク溶接法を提供する
ことを目的としている。
金鋼の溶接では溶接金属の希釈による合金量低下を極力
抑えることができ、また低合金鋼の溶接では1パス当り
の溶着量を増大できるという高品質かつ高能率な溶接を
行うとともに低合金鋼の溶接では1パス当りの溶着量を
増大できるという高品質かつ高能率な溶接を行うことが
でき、しかも少量のシールドガスによりガスシールドボ
ックス(シールドカップ)内のノズルのスパッタ詰まり
が生じ難い多電極ガスシールドアーク溶接法を提供する
ことを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記目的
を解決するための具体的手段を鋭意研究した結果、トー
チ本体とシールドカップからなる多電極ガスシールドア
ーク溶接用トーチを使用する新規に開発した溶接法によ
り前記目的が達成されることを知見して本発明を完成し
たものである。
を解決するための具体的手段を鋭意研究した結果、トー
チ本体とシールドカップからなる多電極ガスシールドア
ーク溶接用トーチを使用する新規に開発した溶接法によ
り前記目的が達成されることを知見して本発明を完成し
たものである。
【0006】すなわち、本発明の要旨は、多電極ガスシ
ールドアーク溶接法において、それぞれ内部に冷却体通
路を有する2本以上のトーチ本体とシールドカップから
なる多電極ガスシールドアーク溶接用トーチを使用し、
前記シールドカップにはワーク側開口部と反対側の内側
天井部に、板面に垂直にシールドガスを放出するための
複数の貫通孔とともに、トーチ本体嵌合用の貫通孔を2
個以上設けた着脱可能なセラミックス板と天井部上方に
絶縁材で作られた気密性を有するトーチ保持ブロックを
有せしめ、前記セラミック板の貫通孔から下方にシール
ドガスを放出してトーチ本体先端部のアーク雰囲気を大
気から保護することを特徴とする多電極ガスシールドア
ーク溶接法にある。
ールドアーク溶接法において、それぞれ内部に冷却体通
路を有する2本以上のトーチ本体とシールドカップから
なる多電極ガスシールドアーク溶接用トーチを使用し、
前記シールドカップにはワーク側開口部と反対側の内側
天井部に、板面に垂直にシールドガスを放出するための
複数の貫通孔とともに、トーチ本体嵌合用の貫通孔を2
個以上設けた着脱可能なセラミックス板と天井部上方に
絶縁材で作られた気密性を有するトーチ保持ブロックを
有せしめ、前記セラミック板の貫通孔から下方にシール
ドガスを放出してトーチ本体先端部のアーク雰囲気を大
気から保護することを特徴とする多電極ガスシールドア
ーク溶接法にある。
【0007】また、好ましくは前記2本以上の水冷トー
チ電極はそれぞれの先端に累合されたコンタクトチップ
傾斜台座により消耗電極ワイヤ先端の極間距離を1〜5
0mm可変式とし、また前記2本以上の水冷トーチ電極は
セラミックス板の貫通孔を上下に摺動可能でコンタクト
チップ先端をシールドカップ下端より20mm上方から1
00mm下方の範囲内で上記トーチ保持ブロックにより固
定することとし、また前記シールドカップ開口部壁の下
端からシールドガスを放出することにより二重シールド
型とし、さらに前記トーチ本体とシールドカップからな
る多電極ガスシールドアーク溶接用トーチを使用する多
電極ガスシールドアーク溶接法であって、交流溶接電源
またはインバータ直流溶接電源を使用することを特徴と
する多電極ガスシールドアーク溶接法にある。
チ電極はそれぞれの先端に累合されたコンタクトチップ
傾斜台座により消耗電極ワイヤ先端の極間距離を1〜5
0mm可変式とし、また前記2本以上の水冷トーチ電極は
セラミックス板の貫通孔を上下に摺動可能でコンタクト
チップ先端をシールドカップ下端より20mm上方から1
00mm下方の範囲内で上記トーチ保持ブロックにより固
定することとし、また前記シールドカップ開口部壁の下
端からシールドガスを放出することにより二重シールド
型とし、さらに前記トーチ本体とシールドカップからな
る多電極ガスシールドアーク溶接用トーチを使用する多
電極ガスシールドアーク溶接法であって、交流溶接電源
またはインバータ直流溶接電源を使用することを特徴と
する多電極ガスシールドアーク溶接法にある。
【0008】
【作用】以下に本発明を詳細に説明する。図1におい
て、1は本発明に用いる多電極アーク溶接用ガスシール
ドトーチであり、主要部はトーチ本体2とシールドカッ
プ3である。このトーチ本体とシールドカップは銅合金
製で内部に冷却流体通路4を有し、上記シールドカップ
3はワーク11(被溶接材)側に開口部5を有し、ワー
クと反対側の内側天井部には図2に示すように板面に垂
直に複数のシールドガス放出用の貫通孔10とともにト
ーチ本体嵌合用の貫通孔13を2個以上設けた着脱可能
なセラミックス板6と天井部上方に絶縁材で作られた気
密性を有するトーチ保持ブロック7を有し、上記セラミ
ックス板6の貫通孔10から下方にシールドガス8を放
出しシールドカップ開口部で層流のシールドガスにより
トーチ本体先端部のアーク9の雰囲気および溶融プール
ならびに溶接ビード12の高温部分を大気から保護する
ことができる。
て、1は本発明に用いる多電極アーク溶接用ガスシール
ドトーチであり、主要部はトーチ本体2とシールドカッ
プ3である。このトーチ本体とシールドカップは銅合金
製で内部に冷却流体通路4を有し、上記シールドカップ
3はワーク11(被溶接材)側に開口部5を有し、ワー
クと反対側の内側天井部には図2に示すように板面に垂
直に複数のシールドガス放出用の貫通孔10とともにト
ーチ本体嵌合用の貫通孔13を2個以上設けた着脱可能
なセラミックス板6と天井部上方に絶縁材で作られた気
密性を有するトーチ保持ブロック7を有し、上記セラミ
ックス板6の貫通孔10から下方にシールドガス8を放
出しシールドカップ開口部で層流のシールドガスにより
トーチ本体先端部のアーク9の雰囲気および溶融プール
ならびに溶接ビード12の高温部分を大気から保護する
ことができる。
【0009】上記セラミックス板6および絶縁材で作ら
れたトーチ保持ブロック7の周囲はシールドカップ3の
内壁に密着し、中央部の2個以上の貫通孔10でトーチ
本体外壁に密着しているため、長時間のガスシールドア
ーク溶接を行っても約100℃以下に維持されるので、
2本以上のトーチ本体それぞれを電気的に良好な絶縁を
することができる。
れたトーチ保持ブロック7の周囲はシールドカップ3の
内壁に密着し、中央部の2個以上の貫通孔10でトーチ
本体外壁に密着しているため、長時間のガスシールドア
ーク溶接を行っても約100℃以下に維持されるので、
2本以上のトーチ本体それぞれを電気的に良好な絶縁を
することができる。
【0010】図3に示すようにこれらのトーチ本体2に
はそれぞれ独立の溶接電源16、ワイヤ送給装置17お
よび溶接条件制御装置20を使用し、トーチ間絶縁され
た各トーチ本体はそれぞれの溶接電流とアーク電圧を独
立に設定することができ、非常に安定したツインアーク
(2本のトーチ本体の場合)が得られる。また上記セラ
ミックス板の温度が上がらないことにより、同セラミッ
クス板のシールドガス放出孔10がスパッタで目詰まり
を生ずることが無いので、長時間の多電極ガスシールド
アーク溶接を行うことができるとともにシールドガスの
流量を少なくすることができる。
はそれぞれ独立の溶接電源16、ワイヤ送給装置17お
よび溶接条件制御装置20を使用し、トーチ間絶縁され
た各トーチ本体はそれぞれの溶接電流とアーク電圧を独
立に設定することができ、非常に安定したツインアーク
(2本のトーチ本体の場合)が得られる。また上記セラ
ミックス板の温度が上がらないことにより、同セラミッ
クス板のシールドガス放出孔10がスパッタで目詰まり
を生ずることが無いので、長時間の多電極ガスシールド
アーク溶接を行うことができるとともにシールドガスの
流量を少なくすることができる。
【0011】つぎに前記2本以上のトーチ本体はそれぞ
れの先端に累合されたコンタクトチップ傾斜台座14を
取り付けることができ、その傾斜角度またはワイヤエク
ステンション(コンタクトチップ先端からアーク発生点
までの距離)を変えることにより極間距離18(消耗電
極ワイヤ先端またはアーク発生点間の距離)を変えるこ
とができる。
れの先端に累合されたコンタクトチップ傾斜台座14を
取り付けることができ、その傾斜角度またはワイヤエク
ステンション(コンタクトチップ先端からアーク発生点
までの距離)を変えることにより極間距離18(消耗電
極ワイヤ先端またはアーク発生点間の距離)を変えるこ
とができる。
【0012】上記セラミックス板および絶縁材のトーチ
保持ブロックの貫通孔に接するトーチ本体の断面形状は
円形とし、任意の角度で回転できるとともに上下方向に
も移動でき、コンタクトチップ傾斜台座の向きを溶接方
向に対してまたシールドカップ下端に対するトーチ本体
に固定されたコンタクトチップ先端の高さを自由に変え
てトーチ保持ブロックの固定ネジ(図示しない)で固定
することができる。
保持ブロックの貫通孔に接するトーチ本体の断面形状は
円形とし、任意の角度で回転できるとともに上下方向に
も移動でき、コンタクトチップ傾斜台座の向きを溶接方
向に対してまたシールドカップ下端に対するトーチ本体
に固定されたコンタクトチップ先端の高さを自由に変え
てトーチ保持ブロックの固定ネジ(図示しない)で固定
することができる。
【0013】トーチ本体の極間距離を1〜50mmの範囲
に限定した理由は次のようになる。下限の1mmは、本発
明に使用する消耗電極ワイヤは直径1〜2mmのいわゆる
細径ワイヤであるので1mm径のワイヤ2本を最も接近さ
せたときの極間が1mmとなるからであり、上限の50mm
は2mm径ワイヤ2本を最も離して大電流溶接したとき1
プール化できる限界だからである。
に限定した理由は次のようになる。下限の1mmは、本発
明に使用する消耗電極ワイヤは直径1〜2mmのいわゆる
細径ワイヤであるので1mm径のワイヤ2本を最も接近さ
せたときの極間が1mmとなるからであり、上限の50mm
は2mm径ワイヤ2本を最も離して大電流溶接したとき1
プール化できる限界だからである。
【0014】またシールドカップ下端に対するトーチ本
体に固定されたコンタクトチップ先端の高さを上方20
mm〜下方100mmに限定した理由は、開先上部の表面層
ビードの溶接にはコンタクトチップ先端はシールドカッ
プ下端より引き込んだ状態がよいが、20mm以上引き込
むとワイヤエクステンションが長くなり過ぎ、アーク不
安定となるから上限を20mmとし、本発明シールドトー
チによりガスシールド可能な開先深さが約100mmであ
るので下限を100mmに限定した。
体に固定されたコンタクトチップ先端の高さを上方20
mm〜下方100mmに限定した理由は、開先上部の表面層
ビードの溶接にはコンタクトチップ先端はシールドカッ
プ下端より引き込んだ状態がよいが、20mm以上引き込
むとワイヤエクステンションが長くなり過ぎ、アーク不
安定となるから上限を20mmとし、本発明シールドトー
チによりガスシールド可能な開先深さが約100mmであ
るので下限を100mmに限定した。
【0015】また、図1に示すようにシールドカップ開
口部壁の下端の外ノズルシールドガス放出孔15からシ
ールドガスを放出することにより、二重シールド型トー
チとすることができる。
口部壁の下端の外ノズルシールドガス放出孔15からシ
ールドガスを放出することにより、二重シールド型トー
チとすることができる。
【0016】なお、前記トーチ本体とシールドカップか
らなる多電極ガスシールドアーク溶接用トーチを組み合
わせる溶接電源を交流溶接電源またはインバータ直流溶
接電源に限定する理由は、それ以外の電源、即ちより一
般的なサイリスタ直流溶接電源ではツインアーク溶接を
行う場合、アーク干渉によるアーク切れを防止するには
極間距離を35mm以上にする必要があるからである。実
用的には極間距離5〜20mmのツインアーク溶接を行う
のが効果的であり、それにはアーク干渉による悪影響が
殆ど無視できる交流溶接電源またはインバータ直流溶接
電源を使用する必要があるからである。
らなる多電極ガスシールドアーク溶接用トーチを組み合
わせる溶接電源を交流溶接電源またはインバータ直流溶
接電源に限定する理由は、それ以外の電源、即ちより一
般的なサイリスタ直流溶接電源ではツインアーク溶接を
行う場合、アーク干渉によるアーク切れを防止するには
極間距離を35mm以上にする必要があるからである。実
用的には極間距離5〜20mmのツインアーク溶接を行う
のが効果的であり、それにはアーク干渉による悪影響が
殆ど無視できる交流溶接電源またはインバータ直流溶接
電源を使用する必要があるからである。
【0017】
【実施例】図1に示す構造で、表1に示すような仕様の
多電極アーク溶接用ガスシールドトーチを製作し、30
分間溶接して従来例と溶接性能を比較した。その結果を
表2に示す。
多電極アーク溶接用ガスシールドトーチを製作し、30
分間溶接して従来例と溶接性能を比較した。その結果を
表2に示す。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明の溶接法によれば、
高品質かつ高能率な多電極ガスシールドアーク溶接を行
うことができ、幅広いビードが形成できて肉盛り層の希
釈による合金量低下を抑えることが可能となる。
高品質かつ高能率な多電極ガスシールドアーク溶接を行
うことができ、幅広いビードが形成できて肉盛り層の希
釈による合金量低下を抑えることが可能となる。
【図1】本発明の多電極アーク溶接用ガスシールドトー
チの断面の概要図である。
チの断面の概要図である。
【図2】本発明トーチに用いるセラミックス板の形状を
示す概要図である。
示す概要図である。
【図3】本発明溶接法の構成を示す概要図である。
1 本発明のガスシールドトーチ 2 トーチ本体 3 シールドカップ 4 冷却流体通路 5 シールドカップの開口部 6 セラミックス板 7 トーチ保持ブロック 8 シールドガス 9 アーク 10 内ノズルシールドガス放出口 11 ワーク(被溶接材) 12 溶接ビード横断面 13 トーチ本体貫通孔 14 コンタクトチップ傾斜台座 15 外ノズルシールドガス放出口 16 溶接電源 17 ワイヤ送給装置 18 電極間距離 19 消耗電極ワイヤ 20 溶接条件制御装置
Claims (5)
- 【請求項1】 多電極ガスシールドアーク溶接法におい
て、それぞれ内部に冷却体通路を有する2本以上のトー
チ本体とシールドカップからなる多電極ガスシールドア
ーク溶接用トーチを使用し、前記シールドカップにはワ
ーク側開口部と反対側の内側天井部に、板面に垂直にシ
ールドガスを放出するための複数の貫通孔とともに、ト
ーチ本体嵌合用の貫通孔を2個以上設けた着脱可能なセ
ラミックス板と天井部上方に絶縁材で作られた気密性を
有するトーチ保持ブロックを有せしめ、前記セラミック
板の貫通孔から下方にシールドガスを放出してトーチ本
体先端部のアーク雰囲気を大気から保護することを特徴
とする多電極ガスシールドアーク溶接法。 - 【請求項2】 2本以上の水冷トーチ電極のそれぞれの
先端にコンタクトチップ傾斜台座を累合し、消耗電極ワ
イヤ先端の極間距離を1〜50mmの範囲で可変式とする
ことを特徴とする請求項1記載の多電極ガスシールドア
ーク溶接法。 - 【請求項3】 2本以上の水冷トーチ電極はセラミック
ス板の貫通孔を上下に摺動可能でコンタクトチップ先端
をシールドカップ下端より20mm上方から100mm下方
の範囲内で上記トーチ保持ブロックにより固定すること
を特徴とする請求項1または2記載の多電極ガスシール
ドアーク溶接法。 - 【請求項4】 シールドカップ開口部壁の下端からシー
ルドガスを放出することにより二重シールド型とするこ
とを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項記載の
多電極ガスシールドアーク溶接法。 - 【請求項5】 2本以上のトーチ本体とシールドカップ
からなる多電極ガスシールドアーク溶接用トーチを使用
する多電極ガスシールドアーク溶接法において、交流溶
接電源またはインバータ直流溶接電源を使用することを
特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項記載の多電
極ガスシールドアーク溶接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10494992A JPH05293664A (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | 多電極ガスシールドアーク溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10494992A JPH05293664A (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | 多電極ガスシールドアーク溶接法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05293664A true JPH05293664A (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=14394353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10494992A Withdrawn JPH05293664A (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | 多電極ガスシールドアーク溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05293664A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003290927A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-14 | Illinois Tool Works Inc <Itw> | 溶接方法と装置 |
| AT504255B1 (de) * | 2005-09-09 | 2008-06-15 | Fronius Int Gmbh | Gasdüse für einen schweissbrenner |
| JP2012531314A (ja) * | 2009-06-29 | 2012-12-10 | リンカーン グローバル,インコーポレイテッド | 溶接装置、溶接棒ヘッドおよび方法 |
| CN117047243A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-11-14 | 沈阳大学 | 一种电弧增材制造惰性气体保护仓装置 |
-
1992
- 1992-04-23 JP JP10494992A patent/JPH05293664A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003290927A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-14 | Illinois Tool Works Inc <Itw> | 溶接方法と装置 |
| AT504255B1 (de) * | 2005-09-09 | 2008-06-15 | Fronius Int Gmbh | Gasdüse für einen schweissbrenner |
| JP2012531314A (ja) * | 2009-06-29 | 2012-12-10 | リンカーン グローバル,インコーポレイテッド | 溶接装置、溶接棒ヘッドおよび方法 |
| CN117047243A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-11-14 | 沈阳大学 | 一种电弧增材制造惰性气体保护仓装置 |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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