CN111202409A - 一种钛制保温杯及其焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钛制保温杯及其焊接工艺，属于保温杯技术领域。它解决了现有技术中金属外壳与钛金属内胆焊接较为困难等技术问题。本钛制保温杯还包括采用钛金属或钛合金制成的杯口罩，杯口罩套设在外壳上，且杯口罩的上端与内胆焊接或一体成型。本焊接工艺，包括以下步骤：a、焊接杯口罩与外壳：b、焊接杯口罩与内胆。本发明的结构简单，且杯口罩的定位稳定，加工速度快，大大提高了钛制保温杯的生产效率。

Description

一种钛制保温杯及其焊接工艺

技术领域

本发明属于保温杯技术领域，涉及一种钛制保温杯及其焊接工艺。

背景技术

随着人们科技的不断发展，保温杯作为常见的生活用品，能对水或其他液体等进行保温，现有的保温杯通常是由陶瓷或不锈钢加上真空层作成的容器，顶部有保温盖，密封严实，真空绝热层能起到延缓散热以达到保温的效果。

现有的保温杯的内胆采用不锈钢材质，存在重金属析出现象，在长时间使用时，会影响饮品的口感，容易导致饮品变质，饮品也会逐渐腐蚀不锈钢导致其内胆破损，影响保温杯的使用寿命。

针对上述存在的情况，人们研发出了各种各样的钛制保温杯：

如中国专利申请(专利申请号：201621314953.4)公开了一种钛制复合保温杯，包括钛金属内胆和金属外壳，钛金属内胆的杯口向外设有弧形弯折沿，钛金属内胆和金属外壳的杯口朝向相同，金属外壳的杯口与钛金属内胆的弧形弯折沿匹配对应焊接固定，金属外壳采用钛金属和不锈钢材料复合构成，该钛金属和不锈钢材料为轴向紧密接触，且钛金属和不锈钢材料接触部位焊接有钛-不锈钢复合过渡环。

上述结构将保温杯的内胆采用钛金属制成，且金属外壳上采用钛金属和不锈钢材料复合制成，在钛金属和不锈钢材料之间是通过设置有钛-不锈钢复合过渡环进行连接的，仅仅是通过设置过渡环和焊接的方式进行连接，金属外壳的强度较低，容易出现金属外壳破裂的现象，而将过渡环的上端和下端分别于对应的部位进行焊接，导致金属外壳制作过程繁琐，减低金属外壳的生产效率，而金属外壳与钛金属内胆之间是通过匹配到的弧形弯折沿进行焊接，由于金属外壳与钛金属内胆之间的接触面积较小，金属外壳与钛金属内胆焊接较为困难，提高了钛制复合保温杯的制作难度，进一步的提高了钛制复合保温杯的制作成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种钛制保温杯，本发明所要解决的技术问题是：如何提高钛制保温杯的生产效率。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种钛制保温杯，包括外壳和一端伸出外壳的内胆，所述内胆采用钛金属或钛合金制成，其特征在于，所述外壳的上端外周面凹陷形成呈环形的台阶，本钛制保温杯还包括采用钛金属或钛合金制成的杯口罩，所述杯口罩套设在外壳上，且杯口罩的上端与内胆焊接或一体成型，所述杯口罩的下端与台阶相抵靠，所述台阶上端向内弯折并与杯口罩的下端内侧面之间形成可供焊料流入的环形凹槽。

工作原理：直接将内胆放置在外壳内，此时内胆的一端是伸出外壳的，通过在外壳的上端凹陷形成台阶，将杯口罩放置在台阶上，杯口罩的下端与台阶相抵靠，杯口罩的上端与内胆焊接，而台阶的上端有环形凹槽，焊料能流入到环形凹槽内，并将台阶与杯口罩焊接，通过在外壳上端设有台阶，实现了对杯口罩的定位和轴向限位，使得杯口罩的上端快速的与内胆焊接，杯口罩的下端快速的与外壳焊接，整个钛制保温杯的结构简单，定位稳定，从而提高了钛制保温杯的生产效率。

本技术方案中的焊料可以采用共晶焊锡或银钎料或钛焊膏。

在上述的钛制保温杯中，所述杯口罩的内侧壁与台阶紧配合连接。杯口罩与台阶紧配合，提高了杯口罩装卸的方便性，同时也能保证杯口罩与台阶之间的连接强度，进一步的提高了钛制保温杯的生产效率。

在上述的钛制保温杯中，所述杯口罩的内侧壁与台阶的外侧具有间隙，所述间隙与环形凹槽连通。在对杯口罩和外壳焊接的过程中，焊料能顺着环形凹槽流入到间隙内，提高了杯口罩与外壳焊接的稳定性，进一步的提高了钛制保温杯使用的稳定性。

在上述的钛制保温杯中，所述内胆的上端外周面具有焊接面一，所述杯口罩的上端内侧面具有焊接面二，所述焊接面一为竖直平面，所述焊接面一与焊接面二相抵靠，且杯口罩与内胆焊接。由于焊接面一为竖直平面，在将杯口罩放置在台阶上时，杯口罩沿着焊接面一滑动，起到了对杯口罩导向的作用，而焊接面一与焊接面二相抵靠，使得杯口罩能快速且稳定的放置在台阶上，提高了杯口罩与内胆焊接的稳定性，进而提高了钛制保温杯的生产效率。

在上述的钛制保温杯中，所述环形凹槽的口壁具有倾斜的导向面。导向面的设置能对焊料的流动进行导向，使得焊料能稳定的填满环形凹槽，并将杯口罩与外壳稳固连接。

在上述的钛制保温杯中，所述外壳和内胆之间形成真空层，所述外壳的底部设有底座板，所述底座板的周边具有向下翻折的翻边，所述翻边的外侧面与所述外壳的下端内壁相贴靠且两者相焊接，所述底座板的中部开设有与真空层连通的开口。

在上述的钛制保温杯中，所述底座板的中部具有向内凹陷形成的呈锥形或半球形的定位板，所述开口位于所述定位板的顶端位置，所述内胆底部具有向内凹陷的让位部，所述让位部位于定位板的正上方。定位板的设置，使得抽真空的装置能快速的定位，并从开口处将真空层内的空气抽出，进一步的提高了钛制保温杯的生产效率。由于抽真空器具通常是将抽真空的零件部分从开口伸入到真空层内，而让位部的设置，能对该抽真空的零件进行让位，避免抽真空的零件损伤到内胆，提高了钛制保温杯生产的稳定性。

在上述的钛制保温杯中，作为进一步的方案，所述外壳上端外周面上具有沿其周向向内凹陷形成的环形槽，所述环形槽位于所述台阶与所述环形凹槽之间，所述杯口罩的内壁上具有沿其周向向内凸出的环形凸起且所述环形凸起与所述环形槽相对应；所述环形凸起与所述环形槽的槽底之间具有间隔。环形凸起朝向环形槽突进，环形凸起与环形槽的槽底之间形成空腔，该空腔内可以容纳焊料，从而保证杯口罩与外壳之间连接的稳固性，并且通过环形凸起朝向环形槽方向形成挤压，保证焊料焊接后的密实性，从而提高杯口罩与外壳之间的密封性，保证本钛制保温杯内胆与外壳之间真空层的真空度。

在上述的钛制保温杯中，所述杯口罩的外周面上具有用于螺接杯盖的螺纹，所述外壳靠近上端的位置具有台肩，所述台肩位于所述外壳的台阶下方，所述台肩外母线的直径大于所述台阶外母线的直径。外壳与杯口罩焊接后，难以避免在外壳与杯口罩交接处会有焊接痕迹，本技术方案中通过将台肩设置于外壳的台阶下方，台肩的作用是用于和杯盖抵靠，当杯盖螺接在杯口罩上时，杯盖的端部延伸至台肩位置，这样就能够将外壳的台阶处包裹在杯盖的内部，看不到上述的焊接残留痕迹，从而提高了本钛制保温杯的整体美观度。

本发明还公开一种钛制保温杯的焊接工艺，所述钛制保温杯的结构与上述的钛制保温杯结构相同，本钛制保温杯的焊接工艺包括以下步骤：

a、焊接杯口罩与外壳：杯口罩的下端套设在外壳的上端，杯口罩的下端端面与外壳上端外表面设置的台阶相抵靠，向台阶上端与杯口罩的下端内侧面之间的环形凹槽内放入焊料，通过该焊料熔化后将两者相焊接；

b、焊接杯口罩与内胆：将内胆插入杯口罩以及外壳内，使内胆的上端外周面与杯口罩的上端内壁之间相贴靠，两者焊接。

本技术方案中的杯口罩、外壳和内胆可以分开制造，然后组装在一起，方便快捷，节省成本，提高生产效率。装配时通过外壳上端的台阶面，能够提高杯口罩与外壳装配的稳定性、便捷性和精准度；通过上述两步焊接，可将外壳、杯口罩与内胆三者紧固的连接在一起，整个工艺简单可靠，稳定性好，大大提高了钛制保温杯的生产效率。上述结构中也方便放置焊料，并保证焊接后的密封性。

在上述的钛制保温杯的焊接工艺中，上述步骤b之后还具有步骤c，焊接底座板与外壳：将底座板置于外壳的下端内部，底座板外沿的翻边朝向外壳的下端端面且翻边的外周面与外壳的下端内壁相贴靠，两者相焊接。

在上述的钛制保温杯的焊接工艺中，所述外壳上端外周面上沿其周向具有向内凹陷弯折形成的环形槽，所述环形槽位于所述台阶与所述环形凹槽之间，所述杯口罩的内壁上沿其周向具有向内凸出的环形凸起且所述环形凸起与所述环形槽相对应；所述环形凸起与所述环形槽的槽底之间具有间隔；在上述步骤a中，所述环形凸起与所述环形槽的槽底之间也具有焊料，通过该焊料将杯口罩的环形凸起处与外壳的环形槽处进行焊接。环形凸起朝向环形槽突进，环形凸起与环形槽的槽底之间形成空腔，可在杯口罩完全套入外壳之前向空腔内放入焊料，也可以在环形凹槽内放入焊料使之从杯口罩的内侧壁与台阶的外侧之间的间隙落入上述空腔中，焊料优选为共晶焊锡或银钎料，从而实现杯口罩与外壳的多道焊接，并且通过环形凸起朝向环形槽方向形成挤压，保证焊料焊接后的密实性，提高杯口罩与外壳之间的密封效果，保证本钛制保温杯内胆与外壳之间真空层的真空度。

在上述的钛制保温杯的焊接工艺中，上述步骤c之后还具有步骤d，抽真空：通过抽真空设备从底座板中部的开口抽出内胆与外壳之间的空气，形成真空层，然后将底座板中部的开口封闭。

与现有技术相比，本发明的钛制保温杯以及其焊接工艺具有以下优点：通过增设有杯口罩，并在外壳上设有台阶，使得杯口罩的安装方便，且直接将杯口罩分别于外壳和内胆焊接，就能实现对钛制保温杯的装配，相较于现有外壳采用钛金属、过渡环和不锈钢材料复合制成，且外壳还需要与内胆焊接，本申请的结构简单，且杯口罩的定位稳定，加工速度快，大大提高了钛制保温杯的生产效率。

附图说明

图1是实施例一中本钛制保温杯的剖视图。

图2是图1中A处的局部放大图。

图3是图1中B处的局部放大图。

图4是实施例三中本钛制保温杯的剖视图。

图5是是图4中C处的局部放大图。

图6是本钛制保温杯的焊接工艺过程图一。

图7是本钛制保温杯的焊接工艺过程图二。

图8是本钛制保温杯的焊接工艺过程图三。

图9是本钛制保温杯的焊接工艺过程图四。

图中，1、外壳；11、台阶；12、环形凹槽；13、导向面；14、底座板；14a、定位板；14b、翻边；15、开口；16、环形槽；17、台肩；2、内胆；21、焊接面一；22、让位部；3、杯口罩；31、焊接面二；32、环形凸起；33、螺纹；4、真空层。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，本实施例中的钛制保温杯包括外壳1和一端伸出外壳1的内胆2，内胆2采用钛金属或钛合金制成；外壳1采用不锈钢制成。

具体的说，如图1至图3所示，外壳1的上端凹陷形成呈环形的台阶11，本钛制保温杯还包括采用钛金属或钛合金制成的杯口罩3，杯口罩3套设在外壳1上，且杯口罩3的上端与内胆2焊接或一体式成型，杯口罩3的下端与台阶11相抵靠，台阶11上端向内弯折并与杯口罩3的下端内侧面之间形成可供焊料流入的环形凹槽12。

工作原理：直接将内胆2放置在外壳1内，此时内胆2的一端是伸出外壳1的，通过在外壳1的上端凹陷形成台阶11，将杯口罩3放置在台阶11上，杯口罩3的下端与台阶11相抵靠，杯口罩3的上端与内胆2焊接，而台阶11的上端有环形凹槽12，焊料能流入到环形凹槽12内，并将台阶11与杯口罩3焊接，通过在外壳1上端设有台阶11，实现了对杯口罩3的定位，使得杯口罩3的上端快速的与内胆2焊接，杯口罩3的下端快速的与外壳1焊接，整个钛制保温杯的结构简单，定位稳定，从而提高了钛制保温杯的生产效率。

作为优选，本实施例中焊料采用钛焊膏，例如可以采用我国专利申请号为CN201810791728.9所公开的一种纯钛金属保温杯及其制造工艺中的相关方法实现钛焊膏对其进行焊接；本实施例中焊料还可以采用共晶焊锡或银钎料。例如可以采用我国专利申请号为CN200910233312.6所公开的一种钛合金与不锈钢的真空焊接方法中的焊料及方法实现上述焊接。

如图2所示，杯口罩3的内侧壁与台阶11紧配合连接，内胆2的上端具有焊接面一21，杯口罩3的上端具有焊接面二31，焊接面一21为竖直平面，焊接面一21与焊接面二31相抵靠，且杯口罩3与内胆2焊接，环形凹槽12的口壁具有倾斜的导向面13。

如图3所示，外壳1和内胆2之间形成真空层4，外壳1的底部设有底座板14，底座板14的周边具有向下翻折的翻边14b，翻边14b的外侧面与外壳1的下端内壁相贴靠且两者相焊接，底座板14的中部开设有与真空层4连通的开口15；底座板14的中部具有向内凹陷形成的呈锥形或半球形的定位板14a，开口15位于定位板14a的顶端位置，内胆2底部具有向内凹陷的让位部22，让位部22位于定位板14a的正上方。

本实施例中杯口罩3的外周面上具有用于螺接杯盖的螺纹，杯口罩3靠近下端的位置还具有台肩，台肩位于外壳1的上端端面上方，螺纹位于台肩上方。

实施例二

本实施例的内容与实施例一基本相同，其不同之处在于：本实施例中杯口罩3的内侧壁与台阶11的外侧具有间隙，间隙与环形凹槽12连通。该结构的设置，在对杯口罩3和外壳1焊接的过程中，焊料能顺着环形凹槽12流入到间隙内，提高了杯口罩3与外壳1焊接的稳定性，进一步的提高了钛制保温杯使用的稳定性。

实施例三

如图4和图5所示，本实施例的内容与实施例一或实施例二基本相同，其不同之处在于：本实施例作为进一步改进，外壳1上端外周面上具有沿其周向向内凹陷形成的环形槽16，环形槽16位于台阶11与环形凹槽12之间，杯口罩3的内壁上具有沿其周向向内凸出的环形凸起32且环形凸起32与环形槽16相对应。环形凸起32朝向环形槽16突进，环形凸起32与环形槽16的槽底之间形成空腔，该空腔内可以容纳焊料，从而保证杯口罩3与外壳1之间连接的稳固性，并且通过环形凸起32朝向环形槽16方向形成挤压，保证焊料焊接后的密实性，从而提高杯口罩3与外壳1之间的密封性，保证本钛制保温杯内胆2与外壳1之间真空层4的真空度。

实施例四

如图6至图9所示，本实施例的内容与实施例一或实施例二基本相同，其不同之处在于：本实施例作为进一步改进，杯口罩3的外周面上具有用于螺接杯盖的螺纹33，外壳1靠近上端的位置具有台肩17，台肩17位于外壳1的台阶11下方。外壳1与杯口罩3焊接后，难以避免在外壳1与杯口罩3交接处会有焊接痕迹，本技术方案中通过将台肩17设置于外壳1的台阶11下方，当杯盖螺接在杯口罩3上时，杯盖的端部延伸至台肩17位置，这样就能够将外壳1的台阶11处包裹在杯盖的内部，看不到上述的焊接残留痕迹，从而提高了本钛制保温杯的整体美观度。

实施例五

本实施例提供一种钛制保温杯的焊接工艺，该钛制保温杯包括外壳1和内胆2，外壳1采用不锈钢制成，内胆2采用钛金属或钛合金制成，外壳1的上端外周面凹陷形成呈环形的台阶11，该钛制保温杯还包括采用钛金属或钛合金制成的杯口罩3；本钛制保温杯的焊接工艺包括以下步骤：

a、焊接杯口罩3与外壳1：将杯口罩3的下端套设在外壳1的上端，杯口罩3的下端端面与外壳1上端外表面设置的台阶11相抵靠，台阶11上端与杯口罩3的下端内侧面之间形成可供焊料流入的环形凹槽12，向环形凹槽12内放入焊料，通过该焊料熔化后将两者相焊接；本实施例中焊料采用共晶焊锡或银钎料。例如可以采用我国专利申请号为CN200910233312.6所公开的一种钛合金与不锈钢的真空焊接方法中的焊料及方法实现上述焊接；

b、焊接杯口罩3与内胆2：将内胆2的下端插入杯口罩3以及外壳1内，内胆2的上端伸出外壳1的上端外，使内胆2的上端外周面与杯口罩3的上端内壁之间相贴靠，两者焊接。

c、焊接底座板14与外壳1：外壳1和内胆2之间形成真空层4，外壳1的底部设有底座板14，底座板14的周边具有向下翻折的翻边14b，底座板14的中部开设有与真空层4连通的开口15；将底座板14置于外壳1的下端内部，底座板14外沿的翻边14b朝向外壳1的下端端面且翻边14b的外周面与外壳1的下端内壁相贴靠，两者相焊接。

d、抽真空：通过抽真空设备从底座板14中部的开口15抽出内胆2与外壳1之间的空气，形成真空层4，然后将底座板14中部的开口15封闭。

进一步，外壳1上端外周面上沿其周向具有向内凹陷弯折形成的环形槽16，环形槽16位于台阶11与环形凹槽12之间，杯口罩3的内壁上沿其周向具有向内凸出的环形凸起32且环形凸起32与环形槽16相对应；环形凸起32与环形槽16的槽底之间具有间隔；在上述步骤a中，环形凸起32与环形槽16的槽底之间也具有焊料，通过该焊料将杯口罩3的环形凸起32处与外壳1的环形槽16处进行焊接。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (11)

1.一种钛制保温杯，包括外壳(1)和一端伸出外壳(1)的内胆(2)，所述内胆(2)采用钛金属或钛合金制成，其特征在于，所述外壳(1)的上端外周面凹陷形成呈环形的台阶(11)，本钛制保温杯还包括采用钛金属或钛合金制成的杯口罩(3)，所述杯口罩(3)套设在外壳(1)上，且杯口罩(3)的上端与内胆(2)焊接或一体成型，所述杯口罩(3)的下端与台阶(11)相抵靠，所述台阶(11)上端向内弯折并与杯口罩(3)的下端内侧面之间形成可供焊料流入的环形凹槽(12)。

2.根据权利要求1所述的钛制保温杯，其特征在于，所述杯口罩(3)的内侧壁与台阶(11)紧配合连接；或者所述杯口罩(3)的内侧壁与台阶(11)的外侧具有间隙，所述间隙与环形凹槽(12)连通。

3.根据权利要求1或2所述的钛制保温杯，其特征在于，所述内胆(2)的上端外周面具有焊接面一(21)，所述杯口罩(3)的上端内侧面具有焊接面二(31)，所述焊接面一(21)为竖直平面，所述焊接面一(21)与焊接面二(31)相抵靠，且杯口罩(3)与内胆(2)焊接。

4.根据权利要求1或2所述的钛制保温杯，其特征在于，所述环形凹槽(12)的口壁具有倾斜的导向面(13)。

5.根据权利要求1或2所述的钛制保温杯，其特征在于，所述外壳(1)和内胆(2)之间形成真空层(4)，所述外壳(1)的底部设有底座板(14)，所述底座板(14)的周边具有向下翻折的翻边(14b)，所述翻边(14b)的外侧面与所述外壳(1)的下端内壁相贴靠且两者相焊接，所述底座板(14)的中部开设有与真空层(4)连通的开口(15)。

6.根据权利要求5所述的钛制保温杯，其特征在于，所述底座板(14)的中部具有向内凹陷形成的呈锥形或半球形的定位板(14a)，所述开口(15)位于所述定位板(14a)的顶端位置，所述内胆(2)底部具有向内凹陷的让位部(22)，所述让位部(22)位于定位板(14a)的正上方。

7.根据权利要求1或2所述的钛制保温杯，其特征在于，所述外壳(1)上端外周面上具有沿其周向向内凹陷形成的环形槽(16)，所述环形槽(16)位于所述台阶(11)与所述环形凹槽(12)之间，所述杯口罩(3)的内壁上具有沿其周向向内凸出的环形凸起(32)且所述环形凸起(32)与所述环形槽(16)相对应；所述环形凸起(32)与所述环形槽(16)的槽底之间具有间隔。

8.根据权利要求1或2所述的钛制保温杯，其特征在于，所述杯口罩(3)的外周面上具有用于螺接杯盖的螺纹(33)，所述外壳(1)靠近上端的位置具有台肩(17)，所述台肩(17)位于所述外壳(1)的台阶(11)下方，所述台肩(17)外母线的直径大于所述台阶(11)外母线的直径。

9.一种钛制保温杯的焊接工艺，该钛制保温杯包括外壳(1)和内胆(2)，所述内胆(2)采用钛金属或钛合金制成，其特征在于，所述外壳(1)的上端外周面凹陷形成呈环形的台阶(11)，该钛制保温杯还包括采用钛金属或钛合金制成的杯口罩(3)；本钛制保温杯的焊接工艺包括以下步骤：

a、焊接杯口罩(3)与外壳(1)：将杯口罩(3)的下端套设在外壳(1)的上端，杯口罩(3)的下端端面与外壳(1)上端外表面设置的台阶(11)相抵靠，台阶(11)上端与杯口罩(3)的下端内侧面之间形成可供焊料流入的环形凹槽(12)，向环形凹槽(12)内放入焊料，通过该焊料熔化后将两者相焊接；

b、焊接杯口罩(3)与内胆(2)：将内胆(2)的下端插入杯口罩(3)以及外壳(1)内，内胆(2)的上端伸出外壳(1)的上端外，使内胆(2)的上端外周面与杯口罩(3)的上端内壁之间相贴靠，两者焊接。

10.根据权利要求9所述的钛制保温杯的焊接工艺，其特征在于，所述外壳(1)和内胆(2)之间形成真空层(4)，所述外壳(1)的底部设有底座板(14)，所述底座板(14)的周边具有向下翻折的翻边(14b)，所述底座板(14)的中部开设有与真空层(4)连通的开口(15)；上述步骤b之后还具有步骤c，焊接底座板(14)与外壳(1)：将底座板(14)置于外壳(1)的下端内部，底座板(14)外沿的翻边(14b)朝向外壳(1)的下端端面且翻边(14b)的外周面与外壳(1)的下端内壁相贴靠，两者相焊接。

11.根据权利要求9或10所述的钛制保温杯的焊接工艺，其特征在于，所述外壳(1)上端外周面上沿其周向具有向内凹陷弯折形成的环形槽(16)，所述环形槽(16)位于所述台阶(11)与所述环形凹槽(12)之间，所述杯口罩(3)的内壁上沿其周向具有向内凸出的环形凸起(32)且所述环形凸起(32)与所述环形槽(16)相对应；所述环形凸起(32)与所述环形槽(16)的槽底之间具有间隔；在上述步骤a中，所述环形凸起(32)与所述环形槽(16)的槽底之间也具有焊料，通过该焊料将杯口罩(3)的环形凸起(32)处与外壳(1)的环形槽(16)处进行焊接。

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