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1、大成焊機(jī)培訓(xùn)教程 第28頁 共28頁焊機(jī)入門目 錄第一章 焊接、切割設(shè)備第一節(jié) 可控硅式與逆變式第二節(jié) 焊接、切割電源的命名規(guī)則/第三節(jié) 焊接、切割電源主要元器件原理介紹第二章 各種焊接、切割方法 第一節(jié) 專業(yè)術(shù)語概述第二節(jié) 各種焊接、切割方法介紹/第三章 焊接、切割工藝第一節(jié) 焊接、切割設(shè)備的基本操作第二節(jié) 焊接材料第三節(jié) 焊接、切割設(shè)備的應(yīng)用第四章 安全知識第一章:焊接、切割設(shè)備第一節(jié):焊接、切割設(shè)備發(fā)展概述:160年代由于半導(dǎo)體器件的發(fā)展,出現(xiàn)了變壓器抽頭式硅(或硒)二極管整流焊機(jī)和磁放大器式整流焊機(jī)。(NBC-270)260年代末到70年代初,又出現(xiàn)了晶閘管整流焊機(jī),這是一種半控式焊接

2、電源,可以實現(xiàn)特性控制、網(wǎng)壓補(bǔ)償和過載保護(hù)等,從而改善了其工藝性能,有力推動了焊接技術(shù)的發(fā)展。所以晶閘管式焊機(jī)從70年代到90年代幾乎稱雄30年。3一直到80年代出現(xiàn)逆變焊機(jī)以來,由于其工作頻率高,MOS和IGBT管均為開、關(guān)可控器件,所以是一種全控式焊接電源。我國政府明確指出推廣抽頭式整流焊機(jī),晶閘管式整流焊機(jī)和逆變焊機(jī)。焊接電源目前主要采用三種:1抽頭式整流焊機(jī)2晶閘管式整流焊機(jī)3逆變焊機(jī)第二節(jié):電焊機(jī)、切割機(jī)命名規(guī)則:1 2 3 4 - 5 6 - 7 大類名稱 小類名稱 附注特征 系列序號 基本規(guī)格 派生代號 改進(jìn)序號電焊機(jī)大類名稱分類及代表字母:1 弧焊發(fā)電機(jī) : A 2 弧焊整流器

3、 : Z3 弧焊變壓器 : B 4 埋弧焊機(jī): M5 TIG焊機(jī) W 6 MIG/MAG焊機(jī): N7 電渣焊機(jī): H 8 點焊機(jī): D9 凸焊機(jī): T 10 縫焊機(jī) F11 對焊機(jī) : U 12 等離子弧焊機(jī)和切割機(jī): L13 超聲波焊機(jī): S 14 電子束焊機(jī): E15 光束焊機(jī): G 16 冷壓焊機(jī): Y17 摩擦焊機(jī): C 18 釬焊機(jī): Q19 高頻焊機(jī): P 20 螺柱焊機(jī): R21 其它焊機(jī): J例:N B C - 350 Z X 7 - 400 MIG/MAG焊 半自動 CO2 保護(hù) 350A額定電流 弧焊整流器 下降特性 變頻式 400A額定電流 W S E -350 L G

4、K 40TIG焊機(jī) 手工焊 交直流 350A額定電流 等離子弧焊 切割 空氣 40A額定電流第一字位第二字位第三字位第四字位第五字位代表字母大類名稱代表字母小類名稱代表字母附注特征代表字母大類名稱單位大類名稱Z弧焊整流器X :下降特性P :平特性D :多特性省略: 一般電源M :脈沖電源L :高空載電壓電源E :交直流兩用電源省略:磁放大器或飽和放大器1 :動鐵芯式3 :動線圈式4 :晶體管式5 :晶闡管式6 :變換抽頭 式7 :變頻式A額定焊接電流B弧焊變壓器X :下降特性P :平特性省略: 一般電源L :高空載電壓電源省略:磁放大器或飽和放大器1 :動鐵芯式2 :串聯(lián)電抗 器式3 :動線圈

5、式 5 :晶闡管式6 :變換抽頭 式 A額定焊接電流M埋弧焊機(jī)Z :自動焊B :半自動焊U :堆焊D :多用省略 :直流J :交流E :交直流M :脈沖省略 :焊車式2 :橫臂式3 :機(jī)床式9 :焊頭懸掛式A額定焊接電流 WTIG焊機(jī)Z :自動焊S :手工焊D :點焊Q :其它省略 :直流J :交流E :交直流M :脈沖省略 :焊車式1 :全位置焊車式2 :橫臂式3 :機(jī)床式4 :旋轉(zhuǎn)焊頭式5 :臺式6 :焊接機(jī)器人7 :變位式8 :真空充氣式A額定焊接電流第一字位第二字位第三字位第四字位第五字位代表字母大類名稱代表字母小類名稱代表字母附注特征代表字母大類名稱單位大類名稱NMIG/ MAG焊機(jī)

6、Z :自動焊B :半自動焊D :點焊U :堆焊G :切割省略: 氬氣及混合氣體保護(hù)焊直流M :氬氣及混合氣體保護(hù)焊脈沖C :二氧化碳保護(hù)焊 省略:焊車式1 :全位置焊車式2 橫臂式3 機(jī)床式4 旋轉(zhuǎn)焊頭式5 臺式6 焊接機(jī)器人變位式 A額定焊接電流D點焊機(jī)N :工頻R :電容貯能J :直流充擊波Z :次級整流D :低頻B :變頻省略: 一般點焊K :快速點焊W :網(wǎng)狀點焊省略:垂直運動式1 :圓弧運動式2 :手提式3 :懸掛式6 :焊接機(jī)器人 KVA :額定容量J :最大貯能量KVA :額定容量KVA :額定容量第一字位第二字位第三字位第四字位第五字位代表字母大類名稱代表字母小類名稱代表字母附

7、注特征代表字母大類名稱單位大類名稱L等離子弧焊機(jī)和切割機(jī)G :切割H :焊接U :堆焊D :多用省略: 直流等離子R :熔化極等離子M :脈沖等離子J :交流等離子S :水下等離子F :粉末等離子E :熱絲等離子K :空氣等離子省略:焊車式1 :全位置焊車式2 橫臂式3 機(jī)床式4 旋轉(zhuǎn)焊頭式5 臺式8 手工等離子 A額定焊接電流R螺柱焊機(jī)Z :自動S :手工M :埋弧N :明弧R :電容AJ額定電流貯能量第三節(jié):焊接、切割設(shè)備原理及主要元件介紹:可控硅式:焊接電源由主變壓器、整流器、直流電抗器組成,主變壓器為抽頭式,具平硬外特性,可靠性高、故障少。電壓調(diào)節(jié)采用抽頭調(diào)壓,采用立繞工藝過載能力強(qiáng)對

8、網(wǎng)路干擾小,合理分級滿足工藝要求。采用進(jìn)口整流橋組,可靠性高,具有較強(qiáng)的過載能力。逆變式:其原理是利用大功率器件IGBT將50Hz工頻逆變?yōu)楦哳l(頻率可達(dá)20KHz以上),再降壓整流,通過脈寬調(diào)制技術(shù)(PWM)輸出可供切割用的大功率直流源。由于采用了開關(guān)電源逆變技術(shù),切割機(jī)主變壓器的重量、體積大幅度下降,效率提高30%并且穩(wěn)定、可靠、輕便、節(jié)能、無電磁噪聲等。它的問世被譽(yù)為是焊割產(chǎn)業(yè)的一次革命,也是未來焊割產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。第二章 各種焊接、切割方法第一節(jié) 專業(yè)術(shù)語概述1弧的特性:電弧是自然界的一種氣體導(dǎo)電現(xiàn)象,只有在一定的條件下,大氣才能從絕緣介質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)體,把提供的電能轉(zhuǎn)化為熱能和光能。使氣

9、體導(dǎo)電的現(xiàn)象我們稱為電離。2負(fù)載特性:是指電弧電壓(U2)與焊接電流(I2)之間的關(guān)系。3靜特性:在約定焊接條件下,焊接電源的負(fù)載電壓與其焊接電流的關(guān)系。1)下降特性:在正常焊接范圍內(nèi),焊接電源具有在焊接電流增大時,電壓降低大于7V/100A的靜態(tài)外特性。2)平特性:在正常焊接范圍內(nèi),焊接電源具有在焊接電流增大時,電壓降低小于7V/100A 或 電壓增高小于10V/100A的靜態(tài)外特性。藥皮焊條手工電弧焊:下降特性的焊接電源:I2 600A:U2 = (20+0.04I2)V I2 600A: U2 =44VTIG焊和等離子弧焊:下降特性: I2 600A:U2 = (10+0.04I2)V

10、I2 600A: U2 =34VMIG/MAG焊和藥: 平特性: I2 600A: U2= (14+0.05I2)V I2 600A: U2 =44V埋弧焊:平特性: I2 600A: U2= (20+0.04I2)V I2 600A: U2 =44V等離子切割:下降特性: I2 300A:U2 = (80+0.04I2)V I2 300A: U2 =200V等離子氣刨下降特性: I2 300A:U2 = (100+0.04I2)V I2 300A: U2 =220V3)靜特性曲線的繪制:對于焊接電源一個已設(shè)定的輸出,通過改變連接到焊接電源輸出端的約定負(fù)載電阻,即可得到一組約定焊接電流(I2)

11、和相關(guān)的約定負(fù)載電壓值(U2).通過在橫坐標(biāo)上標(biāo)出焊接電流值、縱坐標(biāo)上標(biāo)出負(fù)載電壓值的坐標(biāo)圖,即可得到靜特性曲線。4焊接回路:包括焊接電流所要通過的所有導(dǎo)電材料的電路。 注1:在電弧焊中,電弧是焊接回路的一部分。 注2:在有些電弧焊中,電弧可以在二個電極中形成。在這種情況下,工件不一定是焊接回路的一部分。5控制回路:用于焊接電源的操作控制和/或用于對電源電路進(jìn)行保護(hù)的電路。6焊接電流:在焊接過程中焊接電源輸出的電流。7負(fù)載電壓:焊接電源在輸送電流時,其輸出端之間的電壓。8空載電壓:在外部焊接回路開路時,焊接電源輸出端之間的電壓(不包括任何穩(wěn)弧或引弧電壓)。弧焊電源空載電壓U0高則容易引弧,對于

12、交流弧焊電源,空載電壓高則電弧燃燒穩(wěn)定。但空載電壓高則設(shè)備體積大,重量大、功率因數(shù)低、不經(jīng)濟(jì)。空載電壓高也和利于焊工人身安全。為此在確保容易引弧、電弧穩(wěn)定條件下空載電壓應(yīng)盡可能低些。 GB8118-87規(guī)定的空載電壓限值如下表:工作環(huán)境空載電壓觸電危險性大的環(huán)境直流113V峰值。交流68V峰值,48V有效值觸電危險性不大的環(huán)境直流113V峰值。交流113V峰值,80V有效值自動焊機(jī),對操作人員無觸電危險直流141V峰值。交流141V峰值,100V有效值9額定最大焊接電流(I2max):在約定焊接狀態(tài)下,焊接電源在最大調(diào)節(jié)位置時所有獲得的約定焊接電流的最大值。10額定最小焊接電流(I2min):

13、在約定焊接狀態(tài)下,焊接電源在最小調(diào)節(jié)位置時所能獲得的約定焊接電流的最小值。11額定空載電壓(U0):在額定輸入電壓和頻率下測得的空載電壓(負(fù)載斷開時輸出端電壓)。12額定輸入電壓(U1):焊接電源設(shè)計制造所依據(jù)的輸入電壓有效值。13額定輸入電流(I1):在額定的約定焊接狀態(tài)下,焊接電源輸入電流有效值。14額定空載電流(I0): 焊接電源在額定空載電壓下的輸入電流。15額定最大輸入電流(I1max):額定輸入電流的最大值。16最大有效輸入電流(I1eff): 根據(jù)額定輸入電流(I1)及其相應(yīng)的負(fù)載持續(xù)率(X)和空載電流(I0),按下式計算得到的有效輸入電流的最大值。 I1eff 2 = I12X

14、 + I02 (1-X)17負(fù)載持續(xù)率(X):給定的負(fù)載工作的持續(xù)時間與全周期時間之比。 注1:這一比值在01之間,可用百分?jǐn)?shù)表示。 注2:對本部分而言,一個周期時間為10min。例如,在60%負(fù)載持續(xù)率時,施加負(fù)載6min,接著空載4min. 全周期的時間一般為10分鐘。由于各種弧焊電源的設(shè)計不同,負(fù)載持續(xù)率也不同。在使用的過程中必須在電源名牌規(guī)定的額定電流Ir和額定負(fù)載持續(xù)率Xr下工作,否則電源的溫升將超過允許溫升,而燒毀某些元器件,甚至整機(jī)。 實際焊接時,負(fù)載狀態(tài)是不同的,設(shè)備所允許使用的焊接電流I與負(fù)載持續(xù)率X的關(guān)系式為: I2 = (Xr / X) Ir 式中Xr-額定負(fù)載持續(xù)率 X

15、-實際負(fù)載持續(xù)率 I-實際負(fù)載持續(xù)率時的允許使用電流 Ir-額定負(fù)載持續(xù)率時的額定電流18.絕緣電阻:絕緣電阻不應(yīng)低于下表給出的數(shù)值:輸入回路(包括與之相連接的控制回路)對焊機(jī)回路(包括與之相連接的控制回路)5M歐姆控制回路和外導(dǎo)電部件對所有回路2.5 M歐姆第二節(jié):各種焊接、切割方法介紹一、焊接方法:1焊接的定義:焊接是通過加熱或加壓、或兩者并用,并且用或不用填充材料,使工件達(dá)到結(jié)合的一種方法。在工業(yè)生產(chǎn)中,焊接主要用于連接金屬材料,還可以連接塑料、玻璃、陶瓷等非金屬材料。2焊接的分類:依據(jù)焊接原理、熱源種類及母材金屬所處的狀態(tài),可把焊接方法分成熔焊、壓焊各釬焊三類。(1) 熔焊:焊接過程中

16、,必須對焊件加熱至熔化狀態(tài),不加壓力的焊接方法。熔焊是目前應(yīng)用最廣泛的焊接方法,常用的焊接方法有焊條電弧焊、埋弧焊 熔化極氣體保護(hù)焊、非熔化極氣體保護(hù)焊和氣焊等。(2) 壓焊:焊接過程中,必須對焊件施加壓力(加熱或不加熱)的以完成焊接。有兩種形式: 1)將被焊金屬的接觸部位加熱至塑性狀態(tài),或局部熔化狀態(tài),然后加一定的壓力,使金屬原子間相互結(jié)合形成焊接接頭。如電阻焊,磨擦焊 2)不加熱,僅在被焊金屬接觸面上施加足夠大的壓力,借助壓力引起的塑性變形,使原子相互接近,從而獲得牢固的擠壓接頭,如冷壓焊、超聲波焊、爆炸焊等。(3) 釬焊:采用比母材熔點低的金屬材料作釬料,將焊件和釬料加熱到高于釬料溶點但

17、低于母材熔點的溫度,利用毛細(xì)作用使液態(tài)釬料潤濕母材,填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散,連接焊件的方法,稱為釬焊??蔀闉椋?1) 軟釬焊:用熔點低于450度的釬料(鉛、錫合金為主)進(jìn)行焊接、接頭強(qiáng)度較低。2) 硬釬焊:用熔點高于450度的釬料(銅、銀鎳合金為主)進(jìn)行焊接,接頭強(qiáng)度較高。二、常用熔焊方法:1焊條電弧焊:用手工操縱焊條進(jìn)行焊接的電弧焊方法。在焊條末端和焊件之間燃燒的電弧所產(chǎn)生的高溫使藥皮、焊芯及焊件熔化,藥皮熔化過程中產(chǎn)生的氣體和熔渣,不僅使熔池和電弧周圍的空氣隔絕,而且和熔化了的焊芯、母材發(fā)生一系列反應(yīng),使熔池金屬冷卻結(jié)晶后形成符合要求的焊縫。 焊條電弧焊的焊接材料是電焊條。焊條由焊芯

18、和藥皮兩部分組成,焊接時可作為電極和填充材料。 焊接特點:1)設(shè)備簡單,操作靈活,可在室內(nèi)、外及各種空間位置焊接,能夠較方便地對不同接頭形式,短焊縫或曲折焊縫進(jìn)行焊接。2) 能夠控制形狀較復(fù)雜的焊接變形。3) 焊條品種齊全,可按技術(shù)要求選配與母材相應(yīng)的焊條。適用范圍: 可焊接碳素鋼、低合金剛高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼,不銹鋼及耐熱鋼,也可用于鑄鐵、鋁、銅及其合金的焊接。焊接焊件厚度一般在3mm以上。2氣體保護(hù)電弧焊:指用外加氣體作為電弧介質(zhì),并保護(hù)電弧、金屬熔滴、焊接熔池和焊接高溫區(qū)的電弧焊方法。外加保護(hù)氣體有氬氣、氦氣、二氧化碳?xì)?、氬氣和二氧化碳混合氣體,焊接材料是焊絲。氣體保護(hù)焊是明弧焊接,熔池可見度好

19、,操作方便,適用于各種空間位置焊接,有利于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化。2.1鎢極氬弧焊:利用氬氣作保護(hù)氣體,一根不熔化的鎢極作為電極,焊件作為另一個電極,通過鎢極與焊件之間產(chǎn)生的電弧加熱和熔化焊件及填充金屬,形成焊接接頭的一種電弧焊焊接方法(簡稱TIG焊)。適用范圍:適宜焊接化學(xué)性質(zhì)活潑的金屬,如不銹鋼,鋁,鈦,鎂及其合金,適用0.55mm厚度范圍內(nèi)薄板或管子的各種位置焊接,還常用于受壓元件根部的打底焊。2.2熔化極氣體保護(hù)焊: 以惰性氣體保護(hù)的熔化極氣體保護(hù)焊稱MIG 焊、 以活性氣體(CO2 ArCO2混合氣體)保護(hù)的熔化氣體保護(hù)焊稱MAG焊、熔化極混合氣體保護(hù)焊、藥芯焊絲氣體保護(hù)焊。2.2.1

20、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊:采用的電流密度比焊條電弧焊大,焊絲熔敷速度高,焊接過程不必更換焊絲,產(chǎn)生的熔渣極少,層間不必清渣,因此生產(chǎn)效率高;對油銹產(chǎn)生氣孔的敏感性不明顯;焊接變形小,有利于薄板焊接;采用自動送絲,操作簡單,焊工容易掌握。 2.2.2 混合氣體保護(hù)焊:采用O2 氣與CO2 ; Ar氣與CO2 氣 ;或O2 氣和Ar氣與CO2 氣體按不同比例混合的氣體保護(hù)焊。與純CO2 氣體保護(hù)焊相比,具有焊接飛濺小、合金元素?zé)龘p少,焊縫質(zhì)量高、焊接參數(shù)范圍寬等優(yōu)點。2.2.3藥芯焊絲CO2 氣體保護(hù)焊:利用藥芯焊絲在CO2 氣體保護(hù)下進(jìn)行焊接的方法。 A 藥芯焊絲:用薄鋼板卷成圓形鋼管或異型鋼管,在管

21、中填滿一定成分的藥粉,經(jīng)拉制而成的焊絲。焊接過程中藥粉的作用與焊條藥皮相同。藥芯焊絲氣體保護(hù)焊的焊接過程是氣渣聯(lián)合保護(hù)。B 藥芯焊絲CO2 氣體保護(hù)焊,由于焊接電流只流過藥芯焊絲金屬表皮,其電流密度大,焊接熔深相應(yīng)加大,熔化速度比相同直徑的實芯焊絲高,生產(chǎn)效率是實芯焊絲的1.52倍,是焊條電弧焊的58倍。焊接過程中,電弧穩(wěn)定,熔滴均勻,飛濺小,容易脫渣,焊道成形美觀。但與實芯焊絲CO2 氣體保護(hù)焊相比,焊接時煙霧較大,熔渣較多。3. 埋弧焊:電弧在焊劑層下燃燒以進(jìn)行的焊接方法。它是利用電氣和機(jī)械裝置控制送絲和移動電弧的一種焊接方法。埋弧焊主要焊接材料是焊劑和焊絲。埋弧焊的熔敷率高,是焊條電弧焊

22、的510倍,焊縫成形美觀、質(zhì)量好;由于采用了焊劑保護(hù),可采用大電流進(jìn)行焊接,能獲得較大的熔深。/4. 氣焊利用氣體火焰作熱源的焊接方法。最常用的氣焊方法是氧乙炔焊。氣體火焰由可燃?xì)怏w和助燃?xì)怏w燃燒形成,氧乙炔焊是用乙炔作為燃?xì)?,氧氣作助?氣,所用焊接材料是焊絲和焊劑。(1)焊接特點:1) 與電弧焊相比,氧乙炔焊火焰溫度低,氣體的火焰性質(zhì)可隨意調(diào)整,有利于焊接需要預(yù)熱和緩冷的金屬材料。2) 觀察焊接過程方便,適于各種位置焊接。3) 設(shè)備簡單、移動方便,通用性強(qiáng),特別是在沒有電源的條件下仍能焊接。 (2)適用范圍:1) 主要用于焊件厚度不大于5mm 的板或管子的焊接。2) 氧乙炔焊可焊接鋁、銅、

23、鑄鐵,也可以進(jìn)行釬焊和堆焊硬質(zhì)合金等,必要時加入焊劑。與其它焊接方法相比,氧乙炔焊生產(chǎn)效率較低;熱量不集中,焊接變形大;過熱嚴(yán)重、接頭性能差。但在有色金屬、鑄鐵焊接以及特殊條件下,采用氧乙炔焊接方法比較方便。/第三節(jié) 各種焊接、切割方法對設(shè)備的要求1. 電焊機(jī):將電能轉(zhuǎn)換為焊接能量的整套裝置或設(shè)備,包括焊接電源、輔助設(shè)備及焊接附件。2. 電弧焊機(jī):用電弧供給能量的焊機(jī)。3. 埋弧焊機(jī):在顆粒狀焊劑層下,利用焊絲與母材或焊絲間電弧的熱量,進(jìn)行焊接的焊機(jī)。4. 氣體保護(hù)弧焊機(jī):為避免大氣對電弧及熔融金屬的影響而利用氣體(如惰性氣體、CO2氣體或混合氣體)作保護(hù)進(jìn)行焊接的弧焊機(jī)。(1) 以惰性氣體保

24、護(hù)的熔化極氣體保護(hù)焊稱MIG 焊。(2) 以活性氣體(CO2 ArCO2混合氣體)保護(hù)的熔化氣體保護(hù)焊稱MAG焊。(3)鎢極惰性氣體保護(hù)焊機(jī):用工業(yè)純鎢或活性鎢(釷鎢、鈰鎢)作為不熔化電極,惰性氣體(我國主要使用氬氣)作保護(hù)的弧焊機(jī),可簡稱TIG焊機(jī)。5. 電阻焊機(jī):利用電流通過工件及焊接接觸面間的電阻產(chǎn)生熱量,同時對焊接處加壓進(jìn)行焊接的焊機(jī)。曾稱,接觸焊機(jī)。6. 點焊機(jī):在電極間的工件上產(chǎn)生點狀焊接的電阻焊機(jī)。7. 凸焊機(jī):利用結(jié)合面已形成的一個或幾個凸出部位,焊接時焊接電流和壓力局限于通過這些凸出部位,并將其壓潰成焊點或焊道的電阻焊機(jī)。8. 電容貯能點焊機(jī):在工件加壓的瞬間將貯存在電容器內(nèi)的電能通過變壓器釋放至焊點上,以此能量來作點焊的電阻焊機(jī)。9. 螺柱焊機(jī):把金屬螺柱或類似的整個端面焊于工件上的焊機(jī)。有電弧、電阻、摩擦或其它合適加熱方式,焊接時要加壓,可加或不加保護(hù)氣體。10. 等離子弧切割電源:可提供電流和電壓并具有等離子切割/氣刨所要求的特性的設(shè)備。 等離子弧切割是利用高速、高溫和高能等離子氣流來加熱和熔化被切材料,并借助內(nèi)部的或者外部的高速氣流或水流將熔化材料排開直至氣流穿透背面而形成割口。11. 空氣等離子切割:利用空氣壓縮機(jī)提供的壓縮空氣作為工作氣體和排除熔化金屬的氣流。 壓縮空氣在電弧中加熱后分解和電離,生成的

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