JP2698539B2 - 非消耗電極式自動アーク溶接方法 - Google Patents
非消耗電極式自動アーク溶接方法Info
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- welding
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非消耗電極をウィービン
グさせつつ溶加材を送給して母材と前記非消耗電極との
間に発生するアークにより前記溶加材及び母材溶接部を
溶融して溶接する非消耗電極式自動アーク溶接方法に関
し、安定した裏波ビードを得てウィービング両端部での
融合不良を解消するための自動アーク溶接方法に関す
る。
グさせつつ溶加材を送給して母材と前記非消耗電極との
間に発生するアークにより前記溶加材及び母材溶接部を
溶融して溶接する非消耗電極式自動アーク溶接方法に関
し、安定した裏波ビードを得てウィービング両端部での
融合不良を解消するための自動アーク溶接方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】非消耗電極式アーク溶接
方法として、非消耗電極にタングステン電極を使用した
ＴＩＧ溶接方法がある。このＴＩＧ溶接方法において
は、タングステン電極と母材との間に発生したアークの
周囲に不活性ガスを供給して溶接金属の酸化を防止する
と共に、アークに向けて溶加材としてフィラーワイヤを
送給し、アークによりこのフィラーワイヤを溶融させて
これを溶着金属とし、母材に対する溶け込みを確保す
る。
方法として、非消耗電極にタングステン電極を使用した
ＴＩＧ溶接方法がある。このＴＩＧ溶接方法において
は、タングステン電極と母材との間に発生したアークの
周囲に不活性ガスを供給して溶接金属の酸化を防止する
と共に、アークに向けて溶加材としてフィラーワイヤを
送給し、アークによりこのフィラーワイヤを溶融させて
これを溶着金属とし、母材に対する溶け込みを確保す
る。
【０００３】このため、このＴＩＧ溶接方法は、他の溶
接方法に比して、母材に対する溶け込みが浅い。従っ
て、特に、ウィービングの両端において、母材に対する
溶け込みが不足しがちになる。このため、安定した裏ビ
ードを得にくく、更に２層目以降の溶接では、両端部で
の融合不良が発生しやすい。
接方法に比して、母材に対する溶け込みが浅い。従っ
て、特に、ウィービングの両端において、母材に対する
溶け込みが不足しがちになる。このため、安定した裏ビ
ードを得にくく、更に２層目以降の溶接では、両端部で
の融合不良が発生しやすい。
【０００４】そこで、従来、母材に対する溶け込みを大
きくするために、フィラーワイヤ送給速度を遅くしてい
る。このため、従来は、溶着速度が低くなり、能率が悪
いという難点がある。
きくするために、フィラーワイヤ送給速度を遅くしてい
る。このため、従来は、溶着速度が低くなり、能率が悪
いという難点がある。
【０００５】特に、図１（ｂ）に示すように狭開先の場
合は、図１（ａ）に示す通常開先の場合に比して、初層
溶接のときに溶融させる必要がある母材部分が大きく、
このため裏波ビードが出にくくなる。また、２層目以降
の溶接では、母材と前層とがなす角度が鋭角になって融
合不良が生じやすくなる。このため、狭開先の場合に
は、溶着速度を著しく低下させる必要があり、溶接能率
を著しく劣化させている。
合は、図１（ａ）に示す通常開先の場合に比して、初層
溶接のときに溶融させる必要がある母材部分が大きく、
このため裏波ビードが出にくくなる。また、２層目以降
の溶接では、母材と前層とがなす角度が鋭角になって融
合不良が生じやすくなる。このため、狭開先の場合に
は、溶着速度を著しく低下させる必要があり、溶接能率
を著しく劣化させている。
【０００６】なお、電極のウィービング動作に同期し
て、溶加材送給速度及び／又は溶接電流を変化させる技
術が公知である（特公昭５４−３５１８６）。しかし、
この従来技術には、溶融プールを安定に保つために溶加
材送給速度及び／又は溶接電流を変化させることが記載
されているのみであり、前述のごとく、安定した裏波ビ
ードを得にくいと共に、融合不良が発生しやすいという
従来のＴＩＧ溶接方法の欠点を解消することができる条
件は一切記載されていない。
て、溶加材送給速度及び／又は溶接電流を変化させる技
術が公知である（特公昭５４−３５１８６）。しかし、
この従来技術には、溶融プールを安定に保つために溶加
材送給速度及び／又は溶接電流を変化させることが記載
されているのみであり、前述のごとく、安定した裏波ビ
ードを得にくいと共に、融合不良が発生しやすいという
従来のＴＩＧ溶接方法の欠点を解消することができる条
件は一切記載されていない。
【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、安定した裏波ビードを得ることができ、融
合不良を解消することができると共に、溶接能率を高め
ることができる非消耗電極式自動アーク溶接方法を提供
することを目的とする。
のであって、安定した裏波ビードを得ることができ、融
合不良を解消することができると共に、溶接能率を高め
ることができる非消耗電極式自動アーク溶接方法を提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る非消耗電極
式自動アーク溶接方法は、非消耗電極をウィービングさ
せつつ溶加材を送給して母材と前記非消耗電極との間に
発生するアークにより前記溶加材及び母材溶接部を溶融
して溶接する非消耗電極式自動アーク溶接方法におい
て、前記非消耗電極がウィービングの中央部を移動して
いるときの溶加材送給速度をＷとしたとき、前記非消耗
電極がそのウィービングの両端部から３ｍｍ以内の領域
を移動しているときに、０．１乃至２．０秒の所定期
間、前記溶加材の送給速度を０．９Ｗ乃至０．２Ｗに変
更することを特徴とする。
式自動アーク溶接方法は、非消耗電極をウィービングさ
せつつ溶加材を送給して母材と前記非消耗電極との間に
発生するアークにより前記溶加材及び母材溶接部を溶融
して溶接する非消耗電極式自動アーク溶接方法におい
て、前記非消耗電極がウィービングの中央部を移動して
いるときの溶加材送給速度をＷとしたとき、前記非消耗
電極がそのウィービングの両端部から３ｍｍ以内の領域
を移動しているときに、０．１乃至２．０秒の所定期
間、前記溶加材の送給速度を０．９Ｗ乃至０．２Ｗに変
更することを特徴とする。
【０００９】また、前記非消耗電極がそのウィービング
の両端部から３ｍｍ以内の領域に位置したときに、０．
１乃至２．０秒の所定期間、その移動を停止し、前記溶
加材の送給速度を０．９Ｗ乃至０．２Ｗに変更すること
としてもよい。
の両端部から３ｍｍ以内の領域に位置したときに、０．
１乃至２．０秒の所定期間、その移動を停止し、前記溶
加材の送給速度を０．９Ｗ乃至０．２Ｗに変更すること
としてもよい。
【００１０】更に、前記非消耗電極がウィービングの中
央部を移動しているときの溶接電流をＩとしたとき、前
記所定期間において、溶接電流を１．０５Ｉ乃至１．３
Ｉに変更することができる。
央部を移動しているときの溶接電流をＩとしたとき、前
記所定期間において、溶接電流を１．０５Ｉ乃至１．３
Ｉに変更することができる。
【００１１】
【作用】本発明においては、ウィービング（オシレー
ト）の両端部又はその近傍にて、溶加材（フィラー）送
給速度及び必要に応じて溶接電流を、ウィービングの中
央部の条件と異なるものにする。即ち、ウィービングの
中央部の溶加材送給速度をＷ、溶接電流をＩとしたと
き、ウィービングの両端部又はその近傍にて、溶加材送
給速度を０．９Ｗ乃至０．２Ｗと遅くする。また、必要
に応じて、ウィービングの両端部又はその近傍にて、溶
接電流を１．０５Ｉ乃至１．３Ｉと大きくする。このウ
ィービングの両端部又はその近傍でその溶接条件をウィ
ービングの中央部と異ならせる所定の期間は、０．１乃
至２．０秒である。この所定期間においては、消耗電極
のウィービングを継続してもよいし、消耗電極を停止さ
せて、溶接条件を変更してもよい。この溶接条件を変更
する所定期間は、消耗電極がウィービングの両端部から
３ｍｍ以内の領域を移動しているとき、又はこの領域内
に停止しているときである。
ト）の両端部又はその近傍にて、溶加材（フィラー）送
給速度及び必要に応じて溶接電流を、ウィービングの中
央部の条件と異なるものにする。即ち、ウィービングの
中央部の溶加材送給速度をＷ、溶接電流をＩとしたと
き、ウィービングの両端部又はその近傍にて、溶加材送
給速度を０．９Ｗ乃至０．２Ｗと遅くする。また、必要
に応じて、ウィービングの両端部又はその近傍にて、溶
接電流を１．０５Ｉ乃至１．３Ｉと大きくする。このウ
ィービングの両端部又はその近傍でその溶接条件をウィ
ービングの中央部と異ならせる所定の期間は、０．１乃
至２．０秒である。この所定期間においては、消耗電極
のウィービングを継続してもよいし、消耗電極を停止さ
せて、溶接条件を変更してもよい。この溶接条件を変更
する所定期間は、消耗電極がウィービングの両端部から
３ｍｍ以内の領域を移動しているとき、又はこの領域内
に停止しているときである。
【００１２】このように、ウィービングの両端部又はそ
の近傍でフィラー送給速度を小さくすることにより、両
端部において母材の十分な溶け込みを得ることができ
る。そして、即ち、ウィービングの両端部でフィラーワ
イヤの送給速度を遅くすることにより、ウィービングの
両端部で母材を溶融させるためのアーク力が増大し、フ
ィラーワイヤによる両端部の溶融池の温度低下を防止す
ることができ、十分な母材の溶け込みを得ることができ
る。これにより、安定した裏波ビードを得ることがで
き、両端部での融合不良を解消することができる。
の近傍でフィラー送給速度を小さくすることにより、両
端部において母材の十分な溶け込みを得ることができ
る。そして、即ち、ウィービングの両端部でフィラーワ
イヤの送給速度を遅くすることにより、ウィービングの
両端部で母材を溶融させるためのアーク力が増大し、フ
ィラーワイヤによる両端部の溶融池の温度低下を防止す
ることができ、十分な母材の溶け込みを得ることができ
る。これにより、安定した裏波ビードを得ることがで
き、両端部での融合不良を解消することができる。
【００１３】また、このウィービングの両端部でフィラ
ーワイヤの送給速度を低下させることと併せて、溶接電
流を若干大きくすることにより、母材を溶融させるため
のアーク力が更に増大するため、母材に対する溶け込み
が大きくなり、更に一層安定した裏波ビードを得ること
ができる。
ーワイヤの送給速度を低下させることと併せて、溶接電
流を若干大きくすることにより、母材を溶融させるため
のアーク力が更に増大するため、母材に対する溶け込み
が大きくなり、更に一層安定した裏波ビードを得ること
ができる。
【００１４】次に、本発明にて規定した溶接条件の限定
理由について説明する。ウィービングの両端部において
溶接条件をその中央部の溶接条件と変更する所定期間
は、０．１乃至２．０秒間である。この所定期間が０．
１秒未満であると、両端部における溶け込み増大の効果
が得られない。また、この所定期間が２．０秒を超える
と、ビード形状が凸になり、次層で融合不良が発生す
る。
理由について説明する。ウィービングの両端部において
溶接条件をその中央部の溶接条件と変更する所定期間
は、０．１乃至２．０秒間である。この所定期間が０．
１秒未満であると、両端部における溶け込み増大の効果
が得られない。また、この所定期間が２．０秒を超える
と、ビード形状が凸になり、次層で融合不良が発生す
る。
【００１５】この所定期間におけるフィラーワイヤの送
給速度は０．９Ｗ乃至０．２Ｗである。フィラー送給速
度が０．９Ｗを超えると、十分な溶け込み効果が得られ
ず、フィラー送給速度が０．２Ｗ未満であると、ビード
形状が凸になり、次層で融合不良を発生させる。
給速度は０．９Ｗ乃至０．２Ｗである。フィラー送給速
度が０．９Ｗを超えると、十分な溶け込み効果が得られ
ず、フィラー送給速度が０．２Ｗ未満であると、ビード
形状が凸になり、次層で融合不良を発生させる。
【００１６】また、前記所定期間における溶接電流は
１．０５Ｉ乃至１．３Ｉである。溶接電流が１．０５Ｉ
未満であると、母材の溶け込みを増大する効果が得られ
ない。一方、溶接電流が１．３Ｉを超えると、溶融プー
ルが乱れてビード形状が凸になり、次層で融合不良が発
生する。
１．０５Ｉ乃至１．３Ｉである。溶接電流が１．０５Ｉ
未満であると、母材の溶け込みを増大する効果が得られ
ない。一方、溶接電流が１．３Ｉを超えると、溶融プー
ルが乱れてビード形状が凸になり、次層で融合不良が発
生する。
【００１７】開先角度が４５°以下の狭開先の場合に、
安定した裏波ビード又は十分な母材の溶け込みが、極め
て得にくくなる。このため、本発明はこのような狭開先
の場合に極めて有効である。
安定した裏波ビード又は十分な母材の溶け込みが、極め
て得にくくなる。このため、本発明はこのような狭開先
の場合に極めて有効である。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して具体的に説明する。図２に非消耗電極の軌跡
を示すように、この非消耗電極を開先内でジグザグ状に
ウィービング（オシレーション）させるが、本実施例に
おいては、このウィービング中において、非消耗電極が
ウィービングの両端部に位置したときに、前記所定期間
だけ、非消耗電極の移動を一定時間停止して、フィラー
ワイヤの送給速度及び／又は溶接電流を変化させる。
を参照して具体的に説明する。図２に非消耗電極の軌跡
を示すように、この非消耗電極を開先内でジグザグ状に
ウィービング（オシレーション）させるが、本実施例に
おいては、このウィービング中において、非消耗電極が
ウィービングの両端部に位置したときに、前記所定期間
だけ、非消耗電極の移動を一定時間停止して、フィラー
ワイヤの送給速度及び／又は溶接電流を変化させる。
【００１９】この非消耗電極の停止位置は、図２（ａ）
に示すようにウィービングの両端部の位置か、又は図２
（ｂ）に示すようにウィービングの両端部の近傍の位置
である。この近傍の位置とは、ウィービングの両端部か
ら３ｍｍ以内である。また、非消耗電極を一旦停止させ
る位置は、図３（ａ）に示す初層溶接の場合には、ギャ
ップの位置、図３（ｂ）に示す２層目以降の溶接の場合
には、前層と母材との境界の位置が最も有効である。
に示すようにウィービングの両端部の位置か、又は図２
（ｂ）に示すようにウィービングの両端部の近傍の位置
である。この近傍の位置とは、ウィービングの両端部か
ら３ｍｍ以内である。また、非消耗電極を一旦停止させ
る位置は、図３（ａ）に示す初層溶接の場合には、ギャ
ップの位置、図３（ｂ）に示す２層目以降の溶接の場合
には、前層と母材との境界の位置が最も有効である。
【００２０】図４は本発明の実施例に係る溶接方法にお
けるタイミングチャートを示す。非消耗電極（タングス
テン電極）のウィービングのオシレートパターンは、そ
の両端部で一定時間電極が停止することを示している。
そして、このオシレートパターンと同期して、電極が停
止したときに、フィラーワイヤの送給速度が０．９Ｗ乃
至０．２Ｗに低下する。同時に、溶接電流は電極が停止
したときに、１．０５Ｉ乃至１．３Ｉに増加する。
けるタイミングチャートを示す。非消耗電極（タングス
テン電極）のウィービングのオシレートパターンは、そ
の両端部で一定時間電極が停止することを示している。
そして、このオシレートパターンと同期して、電極が停
止したときに、フィラーワイヤの送給速度が０．９Ｗ乃
至０．２Ｗに低下する。同時に、溶接電流は電極が停止
したときに、１．０５Ｉ乃至１．３Ｉに増加する。
【００２１】なお、この溶接条件を変更する期間におい
て、上記実施例のように、必ずしも電極を停止させる必
要はない。
て、上記実施例のように、必ずしも電極を停止させる必
要はない。
【００２２】次に、下記表１に示す試験板及び溶接ワイ
ヤについて、図５に示す開先の条件で、図４に示すパタ
ーンを使用して溶接した場合の溶接結果を、本発明の範
囲に入る実施例と、それから外れる比較例の場合とを比
較して説明する。
ヤについて、図５に示す開先の条件で、図４に示すパタ
ーンを使用して溶接した場合の溶接結果を、本発明の範
囲に入る実施例と、それから外れる比較例の場合とを比
較して説明する。
【００２３】
【表１】
【００２４】なお、図５において、板厚は４０ｍｍであ
り、ギャップは５ｍｍであって、裏当に銅板を使用した
初層溶接に適用した。開先角度θ、フィラーワイヤの主
送給速度（ウィービングの中央における送給速度）、フ
ィラーワイヤのウィービング両端部における送給速度、
主溶接電流、両端部の溶接電流、溶接速度は下記表２，
３に示すとおりである。なお、表２が本発明の実施例の
場合、表３が比較例の場合である。
り、ギャップは５ｍｍであって、裏当に銅板を使用した
初層溶接に適用した。開先角度θ、フィラーワイヤの主
送給速度（ウィービングの中央における送給速度）、フ
ィラーワイヤのウィービング両端部における送給速度、
主溶接電流、両端部の溶接電流、溶接速度は下記表２，
３に示すとおりである。なお、表２が本発明の実施例の
場合、表３が比較例の場合である。
【００２５】
【表２】
【００２６】
【表３】
【００２７】但し、実施例６は下向き姿勢の場合、実施
例７は横向き姿勢の場合であり、その他は全て立向き姿
勢の場合である。両端部でのタングステン電極の停止時
間は、比較例６が２．１秒と本発明の範囲から外れる
が、その他は全て０．７秒である。
例７は横向き姿勢の場合であり、その他は全て立向き姿
勢の場合である。両端部でのタングステン電極の停止時
間は、比較例６が２．１秒と本発明の範囲から外れる
が、その他は全て０．７秒である。
【００２８】これらの条件で溶接した場合の裏波ビード
形状及び両端部融合状態についての観察結果を下記表
４，５に示す。但し、表４は本実施例の場合、表５は比
較例の場合である。
形状及び両端部融合状態についての観察結果を下記表
４，５に示す。但し、表４は本実施例の場合、表５は比
較例の場合である。
【００２９】
【表４】
【００３０】
【表５】
【００３１】但し、表４、５の裏波ビードの欄におい
て、◎は極めてよい場合、○はよい場合、△は若干悪い
場合、×は悪い場合である。また、両端部融合不良の欄
は、◎が極めて溶け込みが良好であった場合、○が溶け
込み良好であった場合、△は融合不良が一部にある場
合、×は融合不良が全体的にある場合である。
て、◎は極めてよい場合、○はよい場合、△は若干悪い
場合、×は悪い場合である。また、両端部融合不良の欄
は、◎が極めて溶け込みが良好であった場合、○が溶け
込み良好であった場合、△は融合不良が一部にある場
合、×は融合不良が全体的にある場合である。
【００３２】この表４、５から明らかなように、本発明
の実施例１〜７の場合は、いずれも裏波ビードの形状及
び両端部融合状態が優れている。これに対し、比較例１
〜６の場合には、裏波ビード形状が悪いか、又は両端部
融合不良が発生している。
の実施例１〜７の場合は、いずれも裏波ビードの形状及
び両端部融合状態が優れている。これに対し、比較例１
〜６の場合には、裏波ビード形状が悪いか、又は両端部
融合不良が発生している。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウィービングの両端部又はその近傍において、溶加材の
送給速度を所定範囲内のものに変更するから、溶接能率
を低下させずに、安定した裏波ビードを得ることがで
き、また両端部での融合不良を解消することができる。
ウィービングの両端部又はその近傍において、溶加材の
送給速度を所定範囲内のものに変更するから、溶接能率
を低下させずに、安定した裏波ビードを得ることがで
き、また両端部での融合不良を解消することができる。
【図１】通常開先と、狭開先とを説明する模式図であ
る。
る。
【図２】ウィービングと電極停止位置との関係を示す模
式図である。
式図である。
【図３】初層溶接の場合と２層目以降の溶接の場合の電
極停止位置を示す模式図である。
極停止位置を示す模式図である。
【図４】本発明の実施例におけるオシレートパターン、
フィラーワイヤ送給速度パターン及び溶接電流パターン
を示す図である。
フィラーワイヤ送給速度パターン及び溶接電流パターン
を示す図である。
【図５】本発明の実施例及び比較例の開先形状を示す図
である。
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 徳治 愛知県豊橋市三弥町字中原１−２ 株式 会社神戸製鋼所豊橋ＦＡ・ロボットセン ター内 (72)発明者 宗行 正 愛知県豊橋市三弥町字中原１−２ 株式 会社神戸製鋼所豊橋ＦＡ・ロボットセン ター内
Claims (4)
- 【請求項１】 非消耗電極をウィービングさせつつ溶加
材を送給して母材と前記非消耗電極との間に発生するア
ークにより前記溶加材及び母材溶接部を溶融して溶接す
る非消耗電極式自動アーク溶接方法において、前記非消
耗電極がウィービングの中央部を移動しているときの溶
加材送給速度をＷとしたとき、前記非消耗電極がそのウ
ィービングの両端部から３ｍｍ以内の領域を移動してい
るときに、０．１乃至２．０秒の所定期間、前記溶加材
の送給速度を０．９Ｗ乃至０．２Ｗに変更することを特
徴とする非消耗電極式自動アーク溶接方法。 - 【請求項２】 非消耗電極をウィービングさせつつ溶加
材を送給して母材と前記非消耗電極との間に発生するア
ークにより前記溶加材及び母材溶接部を溶融して溶接す
る非消耗電極式自動アーク溶接方法において、前記非消
耗電極がウィービングの中央部を移動しているときの溶
加材送給速度をＷとしたとき、前記非消耗電極がそのウ
ィービングの両端部から３ｍｍ以内の領域に位置したと
きに、０．１乃至２．０秒の所定期間、その移動を停止
し、前記溶加材の送給速度を０．９Ｗ乃至０．２Ｗに変
更することを特徴とする非消耗電極式自動アーク溶接方
法。 - 【請求項３】 前記非消耗電極がウィービングの中央部
を移動しているときの溶接電流をＩとしたとき、前記所
定期間において、溶接電流を１．０５Ｉ乃至１．３Ｉに
変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の非消
耗電極式自動アーク溶接方法。 - 【請求項４】 開先角度が４５°以下の狭開先の溶接に
適用することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１
項に記載の非消耗電極式自動アーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24523593A JP2698539B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 非消耗電極式自動アーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24523593A JP2698539B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 非消耗電極式自動アーク溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07100647A JPH07100647A (ja) | 1995-04-18 |
| JP2698539B2 true JP2698539B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=17130672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24523593A Expired - Lifetime JP2698539B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 非消耗電極式自動アーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2698539B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010131639A (ja) | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | クラッド溶接方法 |
| JP5622887B2 (ja) * | 2013-04-15 | 2014-11-12 | 三菱重工業株式会社 | クラッド溶接方法およびクラッド溶接構造 |
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1993
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