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套筒对接焊工艺及后热消除残余应力研究
1
作者 徐和林 王江华 《精密成形工程》 北大核心 2025年第5期188-196,共9页
目的在采用单面V形锁底坡口的条件下,探索自动环缝焊接机器人批量焊接27SiMn套筒时的工艺参数及焊后接头性能;研究接头的残余应力分布情况并探究适合批量生产的后热措施以消除残余应力。方法设计一种单面V形锁底坡口作为27SiMn套筒焊缝... 目的在采用单面V形锁底坡口的条件下,探索自动环缝焊接机器人批量焊接27SiMn套筒时的工艺参数及焊后接头性能;研究接头的残余应力分布情况并探究适合批量生产的后热措施以消除残余应力。方法设计一种单面V形锁底坡口作为27SiMn套筒焊缝对接坡口,利用环焊缝自动焊接设备、CO_(2)气体保护焊对该类套筒坡口进行27SiMn套筒焊接试验,对不同工艺参数下的接头性能进行测试;采用粘贴应变片的方法测得接头的残余应力,并利用电磁感应加热+岩棉包覆保温缓冷的后热处理方式消除残余应力。结果当焊接电流为240 A时,接头抗拉强度为783.38 MPa,屈强比为0.76;组织为铁素体+贝氏体,随着焊接电流的增大,微观组织中出现马氏体,表面硬度增大。焊态下最大残余应力出现在焊缝中心,轴向残余应力较大而环向残余应力较小,最大轴向残余应力为453.6 MPa压应力,在距离焊缝60 mm处,残余应力降至50 MPa左右;环向应力在焊缝中心处为拉应力而在热影响区为压应力;采用电磁感应加热+岩棉包覆保温2h的后热方式消除了接头残余应力,接头最大轴向残余应力下降约72.2%。结论当采用本文设计的V形锁底坡口作为27SiMn套管焊缝坡口时,能够实现接头自动化、高效率的批量焊接,同时焊接最适宜电流为240 A;27SiMn套管焊接后的残余应力较大,需进行进一步消除处理,轴向残余应力较大,以压应力为主,环向残余应力较小,本文采用的电磁感应加热+岩棉包覆保温的方式能够适应批量生产,同时具有较高的经济性。 展开更多
关键词 套筒 单面V形锁底坡口 批量焊接 焊缝接头 焊接工艺参数 残余应力
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TC4钛合金薄板锁底接头激光焊接错边适应性研究
2
作者 张登明 胡佩佩 +2 位作者 左善超 陈勤 高建新 《电焊机》 2025年第5期94-99,114,共7页
针对2 mm TC4钛合金薄板锁底结构激光焊接错边适应性进行研究。结果表明,随着错边量的增大,焊缝成形均匀性下降,表面咬边和凹陷加大,错边量1.0 mm时焊缝表面完全凹陷;气孔数量随错边量增大先增多后减少。错边量为0~0.6 mm,可获得表面成... 针对2 mm TC4钛合金薄板锁底结构激光焊接错边适应性进行研究。结果表明,随着错边量的增大,焊缝成形均匀性下降,表面咬边和凹陷加大,错边量1.0 mm时焊缝表面完全凹陷;气孔数量随错边量增大先增多后减少。错边量为0~0.6 mm,可获得表面成形及内部质量均良好的焊缝。接头抗拉强度随错边量增大而降低,但错边量为0.6 mm时,接头的抗拉强度仍可达到1050 MPa,拉伸试样断裂在焊缝靠近厚板侧边缘,断口呈韧性断裂特征。结果表明,TC4钛合金锁底接头激光焊接对错边具有一定的容忍度,错边量0.6 mm(壁厚30%)以内时,接头仍具有良好的成形与力学性能。该研究结果可为钛合金产品激光焊接生产应用提供参考,尤其对于大型结构件的装配精度控制具有指导意义。 展开更多
关键词 TC4钛合金 锁底接头 激光焊接 错边适应性
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加氢装置螺纹锁紧环换热器管口连接形式探讨
3
作者 闫晶怡 《石油化工设备技术》 2025年第2期1-6,24,I0001,共8页
随着加氢装置的大型化,某些特殊高压设备(如螺纹锁紧环换热器)的管口连接形式开始出现法兰连接和焊接连接两种不同的选择,而现有压力容器规范对于具体选择何种连接形式缺少相关规定。文章从多个角度对加氢装置中螺纹锁紧环换热器管、壳... 随着加氢装置的大型化,某些特殊高压设备(如螺纹锁紧环换热器)的管口连接形式开始出现法兰连接和焊接连接两种不同的选择,而现有压力容器规范对于具体选择何种连接形式缺少相关规定。文章从多个角度对加氢装置中螺纹锁紧环换热器管、壳程进、出口两种连接形式的优劣进行了对比分析并提出选择建议,可为加氢装置螺纹锁紧环换热器的管口优化设计提供参考。 展开更多
关键词 螺纹锁紧环换热器 管口连接形式 法兰连接 焊接连接
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搅拌摩擦焊技术在弹箭体贮箱锁底环缝上的应用 被引量：3
4
作者 郝云飞 厉晓笑 +2 位作者 魏瑞刚 马建波 王凯 《宇航材料工艺》 CSCD 北大核心 2017年第3期46-52,共7页
明确了搅拌摩擦焊技术应用于贮箱锁底环缝需要解决的关键问题。首先对熔焊锁底接头结构进行了搅拌摩擦焊工艺适应性设计,取消了背部焊漏槽和正面焊接坡口。结果表明:当叉形环位于焊缝前进侧,搅拌针长度与短壳板材厚度相当时锁底接头力... 明确了搅拌摩擦焊技术应用于贮箱锁底环缝需要解决的关键问题。首先对熔焊锁底接头结构进行了搅拌摩擦焊工艺适应性设计,取消了背部焊漏槽和正面焊接坡口。结果表明:当叉形环位于焊缝前进侧,搅拌针长度与短壳板材厚度相当时锁底接头力学性能最优。锁底接头超声相控阵分析结果表明:存在于装配界面与焊核交界处的信号显示可以不当作缺陷信号判读。提出了采用立式帽装方式实现锁底环缝的装配焊接方案,并研制了可以保证锁底环缝装配间隙、错边、环缝平面度、贴合度以及叉形环大端周长的成套工装。实现了搅拌摩擦焊技术在Φ3 350 mm贮箱锁底环缝上的工程化应用,无损检测结果、形位尺寸符合设计要求。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊技术 锁底环缝 关键问题 应用
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高温环境下无缝线路换铺施工的长钢轨浇水降温技术
5
作者 王兴东 《铁道建筑》 北大核心 2025年第8期101-107,共7页
无缝线路锁定轨温控制是保障轨道结构稳定的关键技术。针对高温环境下换铺无缝线路施工中长钢轨难以一次锁定至设计轨温范围的技术难题,本文结合物理学、流体力学、弹性动力学以及热力学理论,对长钢轨浇水降温铺设技术进行理论分析,并... 无缝线路锁定轨温控制是保障轨道结构稳定的关键技术。针对高温环境下换铺无缝线路施工中长钢轨难以一次锁定至设计轨温范围的技术难题,本文结合物理学、流体力学、弹性动力学以及热力学理论,对长钢轨浇水降温铺设技术进行理论分析,并指导实际施工。建立钢轨浇水降温模型,分析钢轨温度、温度应力、钢轨回缩变化量等的变化过程。结果表明:长钢轨浇水降温铺设技术实施工况下,理论计算结果与有限元计算结果基本一致。工程实践验证了该技术可有效将轨温调整至设计锁定轨温范围,为高温环境无缝线路换铺施工提供了温度调控工艺和理论依据。 展开更多
关键词 无缝线路 钢轨 浇水降温 理论研究 锁定轨温 有限元分析
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某薄壁构件搅拌摩擦焊锁底焊缝的超声相控阵检测 被引量：10
6
作者 王飞 涂俊 +1 位作者 危荃 周建平 《无损检测》 2017年第5期17-20,98,共5页
针对某薄壁结构件3mm厚的铝合金搅拌摩擦焊锁底焊缝开展了超声相控阵检测工艺研究,采用内置30°楔块的相控阵探头解决了该结构件装机状态下检测空间狭小、焊缝厚度薄且结构复杂的检测难题,同时结合搅拌摩擦焊接工艺对检出的缺陷类... 针对某薄壁结构件3mm厚的铝合金搅拌摩擦焊锁底焊缝开展了超声相控阵检测工艺研究,采用内置30°楔块的相控阵探头解决了该结构件装机状态下检测空间狭小、焊缝厚度薄且结构复杂的检测难题,同时结合搅拌摩擦焊接工艺对检出的缺陷类型及成因进行了分析,以为类似结构产品的检测及搅拌摩擦焊接质量的控制与改进提供参考。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 锁底焊缝 超声相控阵
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薄壁件激光锁底焊缝质量研究 被引量：2
7
作者 王增勇 雷华东 孙朝明 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2007年第23期70-73,共4页
针对30CrMnSiA薄壁激光锁底焊接接头的焊缝质量问题,从激光焊接中的气孔成形及分布规律入手,参照有关标准对一定焊缝长度内的不同孔径的气孔数量进行统计,同时对含气孔缺陷的焊接接头的力学性能进行了测试,结果表明:其焊缝气孔大多集中... 针对30CrMnSiA薄壁激光锁底焊接接头的焊缝质量问题,从激光焊接中的气孔成形及分布规律入手,参照有关标准对一定焊缝长度内的不同孔径的气孔数量进行统计,同时对含气孔缺陷的焊接接头的力学性能进行了测试,结果表明:其焊缝气孔大多集中在有效焊深以外的焊缝根部,对焊接接头的性能影响不大,即使在焊缝中含有多处气孔的情况下,其焊缝力学性能依然能满足产品设计要求,据此制订了验收规范。生产应用表明:该规范对30CrMnSiA薄壁件激光锁底焊缝的质量控制合理,保证了构件性能,明显提高了生产效率。 展开更多
关键词 激光焊接 锁底接头 气孔 焊缝质量
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焊透深度和前进侧位置对FSW贮箱锁底接头性能的影响 被引量：11
8
作者 郝云飞 王国庆 +2 位作者 厉晓笑 赵衍华 刘伟 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期14-19,共6页
文摘开展了2219MCS叉形环和2219C10S短壳组成的锁底接头的搅拌摩擦焊工艺试验,详细分析了搅拌针长度和前进侧位置对锁底接头Hook型缺陷、力学性能、断裂方式的影响规律。结果表明:搅拌摩擦焊锁底接头在短壳一侧存在Hook型缺陷,短壳位于... 文摘开展了2219MCS叉形环和2219C10S短壳组成的锁底接头的搅拌摩擦焊工艺试验,详细分析了搅拌针长度和前进侧位置对锁底接头Hook型缺陷、力学性能、断裂方式的影响规律。结果表明:搅拌摩擦焊锁底接头在短壳一侧存在Hook型缺陷,短壳位于前进侧时的搭接界面上翘曲率和迁移量均大于叉形环位于前进侧,且随着搅拌针长度的增加,搭接界面的向上迁移量逐渐增大。相同的焊透深度时,叉形环位于前进侧的力学性能优于短壳位于前进侧;相同的前进侧位置时,随着焊透深度的逐渐增加,接头力学性能逐渐降低。锁底接头搭接界面缺陷形貌及迁移量的变化是引起力学性能变化的主要原因。优化的试验结果显示,当焊透深度和短壳板材厚度相同,且叉形环位于焊缝前进侧的力学性能最优,常温可达到300 MPa,低温可达到370MPa,延伸率均超过3.5%。锁底接头的拉伸断裂方式与焊缝前进侧位置密切相关。当短壳位于前进侧时,从短壳一侧热力影响区断裂;当叉形环为前进侧时,从焊缝焊核区断裂。 展开更多
关键词 锁底接头 搅拌摩擦焊接 Hook型缺陷 力学性能
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AP1000机组反应堆压力容器堆测管焊接工艺的研究 被引量：1
9
作者 贺振宇 沈伟 +1 位作者 姜述杰 张强升 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第21期172-174,177,共4页
从焊接工艺评定入手,按AP1000机组反应堆压力容器的技术规格书进行了焊接工艺试验,为核电重要设备的制造积累了成功的经验。
关键词 反应堆压力容器 堆测管 焊接工艺
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船舶气电立焊工艺与参数控制 被引量：5
10
作者 许小平 《电焊机》 北大核心 2010年第1期83-85,共3页
随着我国船舶制造领域步伐的加快,大型分段焊接合拢工程也随之增加,厚板垂直焊缝采用EGW技术代替传统的人工焊接,在质量提高的同时,生产效率提高了十几倍。以图解形式介绍EGW工作原理、设备构造,阐述了在EGW焊接中衬垫形式、工艺参数、... 随着我国船舶制造领域步伐的加快,大型分段焊接合拢工程也随之增加,厚板垂直焊缝采用EGW技术代替传统的人工焊接,在质量提高的同时,生产效率提高了十几倍。以图解形式介绍EGW工作原理、设备构造,阐述了在EGW焊接中衬垫形式、工艺参数、焊丝对接头质量的影响及控制。 展开更多
关键词 气电立焊 大合拢工程
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锁相放大器测试焊条表面分形维数的改进 被引量：1
11
作者 李定 陈长章 +2 位作者 高冬寿 吴茂祥 周有福 《中国测试技术》 2003年第3期13-14,共2页
本文对作者原来采用的锁相放大器测试焊条表面分形维数的方法进行了改进 ,给出了改进后的测试原理 。
关键词 焊条 分形维数 锁相放大器 测试 改进
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点、凸焊机群机连锁控制器的研制 被引量：2
12
作者 罗贤星 冀殿英 《电焊机》 1993年第1期14-16,共3页
本文阐明点、凸焊机连锁控制器的必要性、原理和效果。实践证明:连锁控制器是一种值得推广的,既能提高点、凸焊的焊接质量、又能节约设备投资的好方法。
关键词 电阻焊机 群控 连锁控制器
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基于有限元的焊缝缺陷红外热像检测研究 被引量：6
13
作者 徐欢 殷晨波 +1 位作者 李向东 胡模 《热加工工艺》 北大核心 2019年第17期122-127,133,共7页
研究用红外热成像法分析和评价焊缝材料内部缺陷的可能性。利用ANSYS Workbench建立金属焊缝气孔缺陷的红外热像检测瞬态热分析有限元模型,通过分别施加脉冲激励热载荷、不同频率的周期热载荷,模拟脉冲热成像和锁相热成像两种方法用的... 研究用红外热成像法分析和评价焊缝材料内部缺陷的可能性。利用ANSYS Workbench建立金属焊缝气孔缺陷的红外热像检测瞬态热分析有限元模型,通过分别施加脉冲激励热载荷、不同频率的周期热载荷,模拟脉冲热成像和锁相热成像两种方法用的热源。针对焊缝缺陷深度评估精度,将脉冲热成像与锁相热成像两种方法进行对比研究。记录缺陷表面的温度场响应,并采用傅立叶变换对仿真数据进行处理,求得不同深度缺陷的相位差,运用多项式拟合方法求得相位差与焊缝缺陷深度之间的定量关系。从结果总结出不同深度范围内焊缝缺陷检测的热源激励方式以及频率参数的选取,达到了较为满意的预测精度,为工程检测中焊缝缺陷热像检测的参数优化提供了参考,减少了参数重复设置而导致的时间浪费。 展开更多
关键词 焊缝缺陷 有限元 脉冲热成像 锁相热成像 傅里叶变换 多项式拟合
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薄板铝铜搭接搅拌摩擦焊工艺 被引量：8
14
作者 张骁 王敏 +3 位作者 张会杰 朱智 于涛 吴振强 《精密成形工程》 2017年第5期187-191,共5页
目的研究铝铜异种材料的搅拌摩擦焊搭接工艺,揭示搭接接头界面行为演变的基本规律。方法对1mm的6061铝合金与1 mm的紫铜薄板进行搅拌摩擦焊搭接焊接,测试焊缝的力学性能,对焊缝组织进行分析。结果焊缝表面成形良好,焊缝内部无缺陷。接... 目的研究铝铜异种材料的搅拌摩擦焊搭接工艺,揭示搭接接头界面行为演变的基本规律。方法对1mm的6061铝合金与1 mm的紫铜薄板进行搅拌摩擦焊搭接焊接,测试焊缝的力学性能,对焊缝组织进行分析。结果焊缝表面成形良好,焊缝内部无缺陷。接头的最高拉伸强度达到1447 N,观察拉伸接头断口形貌,发现断裂均发生在上层铝合金的热影响区。结论接头连接界面区域生成钩状"自锁紧"结构,这种钩状"自锁紧"结构增加了铝铜之间的有效接触面积,有利于提高焊缝连接强度。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 薄板 铝铜 搭接 自锁紧
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单点锁紧装置后基座模块化更换虚拟建造分析
15
作者 李鹏 刁华东 +4 位作者 王文榜 胡刚明 李雪可 刘永 金向东 《船海工程》 北大核心 2024年第5期82-87,共6页
针对FPSO单点系泊系统锁紧装置插板和局部结构因反复焊修导致的焊接裂纹问题,提出一种模块化更换方案,以提高焊接质量、结构可靠性和现场施工效率。采用模块化更换方法,通过热弹塑性数值模拟评估单点锁紧装置后基座更换过程中的焊接变形... 针对FPSO单点系泊系统锁紧装置插板和局部结构因反复焊修导致的焊接裂纹问题,提出一种模块化更换方案,以提高焊接质量、结构可靠性和现场施工效率。采用模块化更换方法,通过热弹塑性数值模拟评估单点锁紧装置后基座更换过程中的焊接变形,优化焊接顺序和坡口设计,以控制焊接过程中的变形和残余应力。同时,考虑模块边界设计和不同模块类型的特殊需求,以适应FPSO单点舱复杂结构的多样性。模拟结果显示,优化后的模块化更换方案实现了焊接变形的最小化,有效控制了焊接变形,保证了后基座模块化更换的装配精度,确保了与安装平面误差在可控范围内。模块化更换方案是一种有效的解决FPSO单点锁紧装置插板和局部结构焊接裂纹问题的方法,为后续相关在线维修或坞修提供参考。 展开更多
关键词 单点锁紧装置 模块化更换 焊接 虚拟建造
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TC4钛合金锁底接头碟片激光焊接气孔分析及抑制 被引量：7
16
作者 张登明 胡佩佩 +2 位作者 肖翔月 孙晓亮 陈辉 《应用激光》 CSCD 北大核心 2019年第1期87-92,共6页
采用碟片激光对3 mm厚TC4钛合金锁底接头进行焊接,通过分析气孔特征,判断了气孔类型,研究了脉冲激光焊、激光热导焊、激光散焦-高速焊三种方法对气孔的抑制效果。结果表明,锁底接头焊缝中心存在大量气孔缺陷,气孔形状不规则、尺寸较大... 采用碟片激光对3 mm厚TC4钛合金锁底接头进行焊接,通过分析气孔特征,判断了气孔类型,研究了脉冲激光焊、激光热导焊、激光散焦-高速焊三种方法对气孔的抑制效果。结果表明,锁底接头焊缝中心存在大量气孔缺陷,气孔形状不规则、尺寸较大、孔壁表面粗糙,主要为小孔型气孔。采用脉冲激光焊,在较低的焊接速度和合适的脉冲频率下,可以将气孔率降至0.5%～1%;采用激光热导焊,焊接速度0.4 m/min,离焦量+15 mm,气孔率为0%,但焊接变形较大、易出现未焊透;采用激光散焦-高速焊,随着焊接速度和离焦量的增大,气孔率明显减小,焊接速度2～3 m/min,离焦量+5～+7 mm,气孔率在0%～0.5%,气孔抑制的效果显著且稳定。 展开更多
关键词 钛合金 锁底接头 激光焊接 气孔 匙孔
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解决钛合金舱体未焊透缺陷的工艺方案研究 被引量：1
17
作者 樊兆宝 《航空兵器》 2007年第4期54-56,64,共4页
对空空导弹钛合金舱体插接锁底结构圆周焊缝根部未焊透的产生原因和危害进行了讨论,提出了几套解决和防止根部未焊透缺陷的工艺方案。试验验证这些工艺方案完全能够消除未焊透缺陷。
关键词 钛合金舱体 锁底结构 圆周焊缝 未焊透缺陷 自动钨极氩弧焊 电子柬焊
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奥氏体不锈钢激光焊接工艺研究 被引量：5
18
作者 包仁东 苏轩 陶汪 《应用激光》 CSCD 北大核心 2018年第1期26-31,共6页
采用光纤激光器对奥氏体不锈钢锁底型焊缝结构进行焊接,分析焊接工艺对焊缝成形和气孔缺陷的影响,优化工艺参数,考察接头静态拉伸性能。结果表明:随着焊接速度的增大,焊缝形貌的熔深、熔宽出现下降趋势;相反随着激光频率的增加,焊缝形... 采用光纤激光器对奥氏体不锈钢锁底型焊缝结构进行焊接,分析焊接工艺对焊缝成形和气孔缺陷的影响,优化工艺参数,考察接头静态拉伸性能。结果表明:随着焊接速度的增大,焊缝形貌的熔深、熔宽出现下降趋势;相反随着激光频率的增加,焊缝形貌的熔深、熔宽增大。焊接速度相对于激光频率对气孔率影响更加显著。在激光功率P=3.5kW,速度V=2.5m/min,激光频率f=35Hz,可获得成形良好、无缺陷的焊缝,焊缝气孔率为2%,平均抗拉强度为母材强度的94.7%。焊缝形貌为T字形柱状树枝晶组织。 展开更多
关键词 激光焊接 锁底型焊缝 气孔缺陷 奥氏体不锈钢
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防松帽搭接焊缝力学性能及分区建模方法 被引量：1
19
作者 金雪 朱平 +1 位作者 李晗 王庆 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1297-1303,共7页
为了建立精细有限元模型,提高焊缝疲劳寿命仿真预测精度,需准确获取焊缝区的组织及材料力学性能分布.通过金相试验得到了焊缝区域组织分布,结合硬度试验和经验公式获取了焊缝微小区域组织应力-应变曲线参数.根据试验结果分析提出一种焊... 为了建立精细有限元模型,提高焊缝疲劳寿命仿真预测精度,需准确获取焊缝区的组织及材料力学性能分布.通过金相试验得到了焊缝区域组织分布,结合硬度试验和经验公式获取了焊缝微小区域组织应力-应变曲线参数.根据试验结果分析提出一种焊缝分区建模方法,并利用准静态拉伸试验验证了该方法的正确性,为进一步分析焊缝区域失效机制以及预测疲劳寿命奠定了基础. 展开更多
关键词 防松帽 焊缝组织 力学性能 分区建模
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