CN101630647B - 导电端子的焊接方法及焊接结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及导电端子的焊接方法及焊接结构，在将导电端子彼此电阻焊接时，能够不形成凸起而良好地进行焊接。在金属板(21a、21b)的局部形成向与金属板(21a、21b)的长度方向正交的方向突出的突出部(22a、22b)，且设定焊接引线(11a、11b)时的焊接部位，在金属板(21a、21b)的长度方向和突出部(22a、22b)的突出方向彼此正交的状态下，将引线(11a)和突出部(22a)及引线(11b)和突出部(22b)进行电阻焊接。

Description

导电端子的焊接方法及焊接结构 

技术领域

本发明涉及用于通过电阻焊接将导电端子彼此焊接的焊接方法及焊接结构。 

背景技术

图5是表示电子设备内部(省略图示)通常装备的电子零件之一例的图。 

图中，200是上述电子零件之一的陶瓷电容器，11p、11q是陶瓷电容器200的引线。另外，21p、21q是用于安装陶瓷电容器200的金属板。引线11p、11q例如由直径0.5〔mm〕的钢线构成，金属板21p、21q例如由将厚度1.2〔mm〕的钢板成型而成的板状部件构成。 

在金属板21p、21q上安装上述陶瓷电容器200时，通常，在安装部位将引线11p和金属板21p进行焊接，将引线11q和金属板21q进行焊接。作为该情况下的焊接方法，已知有后述的专利文献1及专利文献2中所记载的电阻焊接。 

所谓电阻焊接是指，通过在进行焊接的金属部件彼此的接触部短时间内流过大电流，通过电阻产生热量(下面记作“焦耳热”)，并利用该焦耳热量使接触部熔融，由此将两金属部件接合的焊接方法。 

作为将图5所示的陶瓷电容器200和金属板21p、21q进行焊接的方法之一，例如已知有在金属板21p、21q的焊接部位分别形成凸起(突起部)来进行焊接的电阻焊接(参照专利文献1)。 

详细地说，参照图6进行说明。另外，图6是表示图5中P-Q截面的图。 

图6中，引线11p和引线11q、金属板21p和金属板21q、凸起23p和凸起23q、电极31p和电极31q、电极31r和电极31s、电源41p和电源41q分别由同一物构成，因此，引线11p和金属板21p的焊接的工序、引线11q和金属板21q的焊接的工序相同。因此，下面省略有关引线11q和金属板21q的焊接的说明。 

在金属板21p的面上形成凸起(突起物)，将引线11p和金属板21p进行 电阻焊接的情况下，首先，裁截上述铜板并成型板状部件，之后，通过冲压成型等，以从该板状部件的一面(例如未焊接引线的面)向相反的面(例如焊接引线的面)进行挤压的方式形成凸起23p，成型金属板21p。 

其次，使引线11p的一部分只与凸起23p接触。而且，按照电极31p和电极31r夹着引线11p、金属板21p对置的方式，将电极31p以规定的加压力F2压接于引线11p，将电极31r以规定的加压力F2压接于金属板21p。 

此外，该情况下，由于需要将陶瓷电容器200以稳定的状态安装在金属板21p上，因此，作为与凸起23p接触的引线11p的一部分，优选为比该引线的端部附近更靠中央部附近。 

最后，引线11p和金属板21p分别通过电极31p、31r被压接后，使用电源41p短时间内在电极31p、31r之间流过大电流。由此，在引线11p、金属板21p上分别发生上述焦耳热。 

在此，这样的电阻焊接中，电极31p、31r分别由不同的材料(例如电极31p使用钨，电极31r使用铬铜)构成，使得电阻率分别不同的引线11p和金属板21p在电极31p、31r之间的通电时同等地溶融。 

在金属板21p上形成凸起23p而进行电阻焊接的情况下，该金属板21p的一部分即凸起23p由于比引线11p、金属板21p的形状小，故而比引线11p、金属板21p容易加热。因此，凸起23p比引线11p、金属板21p更早地熔融。 

由此，在引线11p与金属板21p之间形成凸起23p的熔融凝固部分、即熔核(省略图示)，因此，可将引线11p和金属板21p进行焊接。 

作为将图5所示的陶瓷电容器200和金属板21p、21q进行焊接的其它方法，例如已知有在金属板21p、21q的焊接部位分别不形成凸起(突起部)而进行焊接的电阻焊接(参照专利文献2)。 

详细地说，参照图7进行说明。此外，图7是表示图5中P-Q截面的图。 

与图6相同，图7中，引线11p和引线11q、金属板21p和金属板21q、电极31p和电极31q、电极31r和电极31s、电源41p和电源41q也分别由同一物构成，因此，引线11p和金属板21p的焊接的工序、引线11q和金属板21q的焊接的工序相同。因此，下面省略有关引线11q和金属板21q的焊接的说明。 

在金属板21p的面上不形成凸起(突起物)，而将引线11p和金属板21p进行电阻焊接的情况下，首先，裁截上述铜板并成型板状部件，将该板状部 件制成金属板21p。 

其次，使引线11p与凸起23p接触后，在焊接部位，按照电极31p和电极31r夹着引线11p、金属板21p对置的方式，将电极31p以规定的加压力F3压接于引线11p，将电极31r以规定的加压力F3压接于金属板21p。 

此外，该情况下，也需要将陶瓷电容器200以稳定的状态安装在金属板21p上，因此，作为引线11p侧的焊接部位，优选为比该引线的端部附近更靠中央部附近。 

最后，引线11p和金属板21p通过电极31p、31r分别压接后马上使用电源41p短时间内在电极31p、31r之间流过大电流。由此，在引线11p、金属板21p上分别产生上述焦耳热量。 

在此，这种电阻焊接中，也与上述相同，电极31p、31r分别由不同的材料(例如电极31p使用钨，电极31r使用铬铜)构成，使得电阻率分别不同的引线11p和金属板21p在电极31p、31r之间的通电时同等地溶融。 

另外，该情况下，在引线11p与金属板21p的接触面，电阻引起的发热最大，因此，引线11p的一部分(接触面侧)和金属板21p的一部分(接触面侧)分别通过该发热而熔融。 

由此，在引线11p与金属板21p的接触面形成各自的熔融凝固部分，即熔核(图示省略)，因此，可将引线11p和金属板21p进行焊接。 

专利无线1中记载有，在热容量小的低融点金属端子和热容量大的高融点金属板的任一个上形成凸起突起，使用电容式电阻焊接机将该低融点金属端子和该高融点金属板在电极间进行焊接的情况下，在热容量小的该低融点金属端子上形成凸起突起，使焊接时的该凸起突起的热量向热容量大的高融点金属板侧散热的异种金属端子的电阻焊接方法。 

专利文献2中记载有，作为用于使端面与板状导引片和截面圆形的引线的重合部对接来进行焊接的一对电基板，使用厚度彼此不同的电极板，将该一对电极板中、厚的电极板配置于引线的延长方向侧进行焊接的引线连接方法。 

专利文献1：(日本)特许第2747506号公报 

专利文献2：(日本)特许第2666988号公报 

通过电阻焊接在金属板上焊接直径为0.5〔mm〕的引线时，作为用于良好地进行焊接的金属板的厚度，通常为0.64〔mm〕～0.8〔mm〕的厚度。 

因此，在金属板的厚度超过上述厚度的情况下，特别是为引线的直径的2倍以上的厚度的情况下，难以将引线和金属板良好地进行焊接。 

另外，如图6所示，在金属板21p、21q的面上分别形成凸起23p、23q，将引线11p和金属板21p、引线11q和金属板21q分别进行电阻焊接时，有时在该金属板21p、21q上发生凸起23p、23q的形成造成的变形。特别是在有一定厚度的金属板的面上形成凸起的情况下，该变形增大。 

因此，在组装电子设备(图示省略)时，可能发生上述的变形造成的零件的偏移，因此，使用上述电阻焊接来实现安装陶瓷电容器200的金属板21p、21q的大量生产是困难的。 

另外，在上述问题的基础上，通过形成凸起23p、23q，分别成型金属板21p、21q时的工序数增加，因此，也发生成本增加的问题。 

另外，如图7所示，在金属板21p、21q的面上不形成凸起，而将引线11p和金属板21p、引线11q和金属板21q分别进行电阻焊接的情况下，在金属板21p、21q上产生的焦耳热量扩散到该金属板21p、21q整体上，因此，热量分布的状态变差，不能使引线11p和金属板21p、引线11q和金属板21q分布同等地熔融，另外，由于热分布状态的恶化，而不能只集中在熔融部位进行加热。 

详细地说，通过热扩散，金属板21p、21q一方比引线11p、11q难以加热，因此，在引线11p和金属板21p、引线11q和金属板21q的各接触面上，引线11p、11q比金属板21p、21q提早熔融。即，在金属板21p、21q熔融之前，引线11p、11q过度地熔融。 

由此，在引线11p、11q的各自的焊接部位，如图8所示的在相对于纸面垂直的方向压碎的扁平部12p、12q分别在面向电极31p、31q侧的引线11p、11q上产生，因此，发生焊接强度低下的问题。 

另外，在上述问题的基础上，由于焦耳热扩散到金属板21p、21q整体上，从而焊接波及到不需要焊接的部位，除此之外，有时还因引线11p、11q过热而在焊接部位发生爆炸。 

发明内容

本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种焊接方法及焊接结构，在通过电阻焊接将导电端子彼此进行焊接的情况下，能够不形成凸 起而良好地进行焊接。 

本发明的导电端子的焊接方法，将第一导电端子和第二导电端子进行电阻焊接，其中，使第一导电端子与第二导电端子上形成的向与该端子的长度方向正交且与所述第二导电端子的厚度方向正交的方向突出的突出部接触，在第一导电端子的长度方向和突出部的突出方向彼此正交的状态下，将第一电极压接于第一导电端子，将第二电极压接于突出部，在各电流间流过电流，由此将第一导电端子和突出部在它们的接触面进行焊接。 

由此，在第一电极和第二电极之间通电时，能够抑制由该通电在第二导电端子上产生的焦耳热扩散到该第二导电端子整体，因此，在端子厚度厚的情况下，也能够不设置凸起而将第一导电端子和第二导电端子良好地进行焊接。 

本发明的焊接方法，优选的是，设定突出部的突出方向上的长度比该突出部的与突出方向正交的方向的宽度及第一导电端子的宽度长，设定突出部的宽度比第一导电端子的长度短。 

由此，能够使热分布良好，因此，可不使第一导电端子过度熔融，即不产生由第一电极压碎的扁平部而能够将第一导电端子和第二导电端子进行焊接，因此，能够以良好的焊接强度进行焊接。 

本发明的焊接方法中，优选的是，第一导电端子的宽度d〔mm〕满足：0.5≤d≤0.75，第二导电端子的厚度t〔mm〕满足：1.0≤t≤1.8。 

本发明的焊接方法中，优选的是，突出部的突出方向上的长度x〔mm〕满足：x≥3，突出部的突出方向正交的方向的宽度y〔mm〕满足：1.5≤y≤2。 

本发明的焊接方法中，也可以是，设定第一导电端子为截面圆形状的钢线，设定第二导电端子为平板状的钢板。 

由此，焊接的导电端子不使用特殊的材料，而能够对目前使用的电子部件直接适用该焊接方法。 

本发明的焊接方法中，也可以是，第一电极由铬铜构成，第二电极由钨构成。 

由此，在第一导电端子和第二导电端子的电阻率彼此不同的情况、即将由钢线构成的第一导电端子和由铜板构成的第二导电端子焊接的情况下，也可以使第一导电端子和第二导电端子同等地熔融，因此，能够不使第一导电端子过度熔融，即不产生扁平部而将第一导电端子和第二导电端子进行焊接， 因此，能够以良好的焊接强度进行焊接。 

本发明的导电端子的焊接结构，将第一导电端子和第二导电端子进行电阻焊接而成，其中，第二导电端子具有向与该端子的长度方向正交且与该端子的厚度方向正交的方向突出的突出部，第一导电端子在该端子的长度方向和突出部的长度方向彼此正交的状态下与突出部进行电阻焊接。 

由此，在第一电极和第二电极间通电的情况下，能够抑制通过该通电在第二导电端子上产生的焦耳热扩散到该第二导电端子整体上，因此，在端子厚度厚的情况下，也能够不设置凸起而将第一导电端子和第二导电端子良好地进行焊接。 

根据本发明，能够抑制因通电而产生的焦耳热扩散到端子整体上，因此，可不形成凸起而将第一导电端子和第二导电端子进行良好地焊接。 

附图说明

图1是表示本发明实施方式的焊接方法及焊接结构的图； 

图2是图1的A-B剖面图； 

图3是表示焊接强度的表； 

图4是表示通过本发明的焊接方法焊接的陶瓷电容器和金属板之一例的图； 

图5是表示现有的焊接方法及焊接结构的图； 

图6是图5的P-Q剖面图； 

图7是表示现有其它的焊接方法及焊接结构的剖面图； 

图8是表示通过现有的焊接方法焊接的陶瓷电容器和金属板之一例的图。 

附图标记说明 

11a、11b  引线 

21a、21b  金属板 

22a、22b  突出部 

31a、31b  电极 

31c、31d  电极 

41a、41d  电源 

100陶瓷电容器 

具体实施方式

下面，参照附图对本发明实施方式进行说明。 

另外，后述的图1～图4中，对同一部分或对应的部分标注同一符号。 

图1是表示本发明的焊接方法及焊接结构之一实施方式的图。 

图中，100为陶瓷电容器，21a、21b为用于安装陶瓷电容器100的金属板(引线架)。 

本实施方式中，引线11a、11b的直径为0.5〔mm〕～0.75〔mm〕左右，且使用具有由钢线构成的引线11a、11b的陶瓷电容器100，另外，使用将厚度为1.0〔mm〕～1.8〔mm〕左右的钢板成型为后述的形状的金属板21a、21b。 

例如图1中，陶瓷电容器100的引线11a、11b的直径d为0.5〔mm〕，另外，金属板21a、21b的厚度(参照图2)为1.2〔mm〕。在此，引线11a、11b为本发明第一导电端子的一实施方式，金属板21a、21b为本发明第二导电端子的一实施方式。 

在此，如上所述，在通过电阻焊接而将直径为0.5〔mm〕的引线焊接于金属板上时，作为用于良好地进行焊接的金属板的厚度通常为0.64〔mm〕～0.8〔mm〕。 

因此，如本实施方式，在金属板21a、21b的厚度超过上述厚度的情况下，特别是为引线11a、11b的直径的2倍以上的厚度的情况下，有时不能将引线11a和金属板21a、引线11b和金属板21b分别良好地进行焊接。 

因此，在本实施方式中，在金属板21a、21b的厚度厚的情况下，为了将引线11a和金属板21a、引线11b和金属板21b分别良好地焊接，而使用以下方案。 

首先，按照金属板的一部分在与该金属板同一面向与长度方向正交的方向突出的方式将上述的钢板切断等，成型金属板21a、21b。 

详细而言，如图1所示，与金属板21a、21b的长度方向a正交的方向b的尺寸(下面记作“长度”)为x〔mm〕、与该长度方向a同一方向的尺寸(以下记作“宽度”)为y〔mm〕的突出部22a、22b分别形成于金属板21a、21b的局部。 

本实施方式中，根据引线11a、11b的直径d及/或金属板21a、21b的厚度t，按照长度x和宽度y的关系为x＞y，且x≥3.0、1.5≤y≤2.0的方式分别形成突出部22a、22b。 

例如图1中，形成于金属板21a、21b的突出部22a、22b的长度x为4.0〔mm〕，宽度y为1.5〔mm〕。 

其次，在如上那样成型的金属板21a、21b上安装陶瓷电容器100。在此，参照图1及图2对安装方法进行说明。另外，图2是表示图1中A-B的截面的图。 

在金属板21a、21b上安装陶瓷电容器100的情况下，如图1、图2所示，使引线11a和金属板21a接触而进行电阻焊接，使引线11b和金属板21b接触而进行电阻焊接。 

详细而言，在金属板21a上焊接引线11a时，如图1所示，按照引线11a的长度方向(a方向)和突出部22a的突出方向(b方向)正交的方式使引线11a的一部分和突出部22a接触。 

之后，如图2所示，按照电极31a和电极31c夹着引线11a、突出部22a相对的方式，将电极31a以规定的加压力F1压接于引线11a，且将电极31c以规定的加压力F1压接于突出部22a。由此，通过电极31a、31c以加压力F1夹入引线11a、突出部22a。在此，电极31a为本发明第一电极的一实施方式，电极31c为本发明第二电极的一实施方式。 

同样，在金属板21b上焊接引线11b时，按照引线11b的长度方向(a方向)和突出部22b的突出方向(b方向)正交的方式使引线11b的一部分和突出部22b接触(参照图1)。 

之后，按照电极31b和电极31d夹着引线11b、突出部22b相对的方式，将电极31b以规定的加压力F1压接于引线11b，且将电极31d以规定的加压力F1压接于突出部22b(参照图2)。由此，通过电极31b、31d以加压力F1夹入引线11b、突出部22b。在此，电极31b为本发明第一电极的一实施方式，电极31d为本发明第二电极的一实施方式。 

而且，引线11a和突起部22b通过电极31a、31c压接后，立即使用电源41a短时间内在电极31a、31c之间流过大电流，引线11b和突起部22b通过电极31b、31d压接之后，立即使用电源41b在短时间内在电极31b、31d之间流过大电流。 

本实施方式中，通过电极31a、31c及电极31b、31d负载的加压力F1的大小为120〔N〕。 

另外，在流过同样大小的电流时，与由电阻率大的钢线构成的引线11a、 11b相比，由电阻率小的钢板构成的突出部22a、22b一方难以被加热，因此，在电极31a、31c之间及电极31b、31d之间通电时，为使引线11a和突出部22a、引线11b和突出部22b在各自的接触面同等地溶融，由电阻率小的铬铜构成电极31a、31b，由电阻率大的钨构成电极31c、31d。 

在以上那样的焊接方法及焊接结构中，使电极31a、31c之间及电极31b、31d之间流过的电流的大小在2.4〔kA〕～2.8〔kA〕的范围内变化，同时使通电时间在20〔ms〕～40〔ms〕变化，将引线11a和突出部22a及引线11b和突出部22b进行电阻焊接，该情况下，该焊接的焊接强度为图3中表51所示的结果。 

另外，表51的焊接强度是通过测定将已焊接的引线11a和突出部22a及引线11b和突出部22b分别剥离时所需要的力而得到的测定结果。 

图3中，51a表示电极31a、31c之间流过的电流的大小(下面记作“通电量”)，51b表示电极31a、31c之间流过电流的时间(以下记作“通电时间”)。 

另外，51c表示引线11a和突出部22a的焊接部位的焊接强度，是使通电量51a和通电时间51b分别变化时的各测定结果。 

此外，本实施方式中，在通过电极31b、31d将引线11b和突出部22b进行电阻焊接时，也得到与表51相同的结果，因此，以下省略说明。 

图3的表51中，例如将通电量51a设为2.4〔kA〕，将通电时间51b设为20〔ms〕，对电极31a、31b之间通电时的焊接强度51c为10.20〔N〕。即，在将已焊接的引线11a和突出部22a剥离时，需要10.20〔N〕的力。 

同样，将通电量51a设为2.8〔kA〕，将通电时间51b设为40〔ms〕，对电极31a、31b之间通电时的焊接强度51c为46.88〔N〕。即，在将已焊接的引线11a和突出部22a剥离时，需要46.88〔N〕的力。 

在此，表51中的各焊接强度51c是采样数为1时的焊接强度，因此，本发明的发明者通过进一步增加采样数(例如设采样数为100)，进行用于良好地焊接引线11a和突出部22a的条件、即电极31a、31c间的通电时的通电量51a和通电时间51b的良好的组合的验证。 

试行各种组合的结果是，在设通电量51a为2.6〔kA〕，设通电时间51b为30〔ms〕时，引线11a以图4中斜线部12a所示的状态被焊接。详细地说，确认了引线11a以陷入突出部22a的状态进行焊接，且在此基础上，在将已焊接的引线11a和突出部22a剥离时，确认了在突出部22a侧形成有筒状的熔 核。 

由此，实证了在该电阻焊接中，不会在引线11a的焊接部位产生被电极31a压坏的扁平部，而能够良好地焊接该引线11a和突出部22a，因此，用于良好地焊接本实施方式的引线11a和突出部22a的条件是表51中斜线部包围的部分，即设通电量51a为2.6〔kA〕、设通电时间51b为30〔ms〕的情况。表51中，此时的焊接强度为41.38〔N〕。 

这样，在上述的实施方式中，在金属板21a、21b的局部形成比该金属板小的突出部22a、22b，设定焊接引线11a、11b时的焊接部位，并按照引线11a、11b的长度方向和突出部22a、22b的突出方向分别正交的方式使引线11a的一部分和突出部22a接触，使引线11b的一部分和突出部22b接触，因此，在电极31a、31c之间及电极31b、31d之间进行通电时，能够抑制因该通电而在突出部22a、22b产生的焦耳热扩散到整个金属板21a、21b。 

由此，由于可只将焊接部位集中进行加热，故而即使在将引线和具有该引线的直径的2倍以上的厚度的金属板进行焊接的情况下，也能够将引线11a和金属板21a、引线11b和金属板21b分别良好地接合。 

另外，由于可使热分布良好，故而引线11a、11b不会过度熔融，即，不会产生图8所示的扁平部12p、12q，而将引线11a和金属板21a、引线11b和金属板21b分别进行焊接。因此，在该焊接中，由于可将熔核的形成稳定化，故而焊接强度不会降低。 

另外，由于可限定焊接部位，故而能够抑制焊接影响到不需要焊接的部位。 

另外，在上述的实施方式中，由于不需要在金属板21a、21b上形成凸起，故而在金属板21a、21b上不会发生成型造成的变形，因此，在组装电子设备(省略图示)时，也不会发生金属板21a、21b的变形造成的零件的偏移。而且，在金属板21a、21b的成型中，不包含用于形成凸起的工序，因此，能够抑制该金属板成型时的成本。 

本发明中，除以上所述之外，还可以采用各种实施方式。例如，在上述实施方式中，在金属板上安装了陶瓷电容器的引线，但不限于此，也可以在金属板上安装其它电子零件(例如半导体等)的引线。 

另外，在上述实施方式中，对引线和金属板进行了电阻焊接，但不限于此，也可以将长度及宽度互不相同的导电端子彼此(例如金属棒和金属板) 进行电阻焊接。 

另外，在上述实施方式中，引线使用钢线，金属板使用铜板，但不限于此，也可以由相同的材料(例如铁)构成引线和金属板。 

而且，在上述实施方式中，将突出部设为四方形状，但不限于此，也可以保持突出部的强度，且将金属板的与长度方向正交的方向的长度设定为比该长度方向的宽幅长的形状(例如半椭圆形)。 

Claims (7)

1.一种导电端子的焊接方法，将第一导电端子和第二导电端子进行电阻焊接，其特征在于，

使所述第一导电端子与突出部接触，所述突出部形成在所述第二导电端子上，并且向与所述第二导电端子的长度方向正交且与所述第二导电端子的厚度方向正交的方向突出，

在所述第一导电端子的长度方向和所述突出部的突出方向彼此正交的状态下，将第一电极压接于所述第一导电端子，将第二电极压接于所述突出部，在各电极间流过电流，由此将所述第一导电端子和所述突出部在其接触面进行焊接。

2.如权利要求1所述的导电端子的焊接方法，其特征在于，

所述突出部的突出方向上的长度比该突出部的与突出方向正交的方向上的宽度及所述第一导电端子的宽度长，所述突出部的宽度比所述第一导电端子的长度短。

3.如权利要求1所述的导电端子的焊接方法，其特征在于，

所述第一导电端子的宽度d满足：0.5mm≤d≤0.75mm，所述第二导电端子的厚度t满足：1.0mm≤t≤1.8mm。

4.如权利要求1所述的导电端子的焊接方法，其特征在于，

所述突出部的突出方向上的长度x满足：x≥3mm，所述突出部的与突出方向正交的方向上的宽度y满足：1.5mm≤y≤2mm。

5.如权利要求1所述的导电端子的焊接方法，其特征在于，

所述第一导电端子是截面为圆形状的钢线，所述第二导电端子是平板状的钢板。

6.如权利要求5所述的导电端子的焊接方法，其特征在于，

所述第一电极由铬铜构成，所述第二电极由钨构成。

7.一种导电端子的焊接结构，将第一导电端子和第二导电端子进行电阻焊接而成，其特征在于，

所述第二导电端子具有向与所述第二导电端子的长度方向正交且与所述第二导电端子的厚度方向正交的方向突出的突出部，

所述第一导电端子在所述第一导电端子的长度方向和所述突出部的长度方向彼此正交的状态下与所述突出部进行电阻焊接。

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