JP3304778B2 - チタンクラッド鋼板の溶接方法 - Google Patents
チタンクラッド鋼板の溶接方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チタンクラッド鋼
板の溶接方法、特に耐海水腐食性に優れる溶接方法に関
する。
板の溶接方法、特に耐海水腐食性に優れる溶接方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】チタンクラッド鋼板は、非常に優れた耐
食性を有するチタン（合わせ材と呼ばれる）を強度部材
である鋼板（母材と呼ばれる）の表面に接合させた鋼板
で、コスト的にも有利なため使用環境の厳しい海洋構造
物、化学プラント、発電プラントなどの分野でその用途
を拡大しつつある。しかし、以下に述べるような溶接上
の問題などがあるため、未だ大量使用されるまでには至
ってない。
食性を有するチタン（合わせ材と呼ばれる）を強度部材
である鋼板（母材と呼ばれる）の表面に接合させた鋼板
で、コスト的にも有利なため使用環境の厳しい海洋構造
物、化学プラント、発電プラントなどの分野でその用途
を拡大しつつある。しかし、以下に述べるような溶接上
の問題などがあるため、未だ大量使用されるまでには至
ってない。
【０００３】チタンクラッド鋼板を通常の方法で溶接す
ると、チタンと鋼の異種金属が溶融する部分（異材溶接
部と呼ばれる）には脆弱な金属間化合物やチタンの炭窒
化物が生成するため、溶接部が割れやすくなる。そのた
め、チタンクラッド鋼板の溶接には、真空ろう付け法や
金属間化合物を生成しないようなインサート材を挿入す
る拡散接合法が用いられているが、高価な真空装置や貴
金属のインサート材を用いるためコスト高になる、大き
さに制約がある、施工現場での溶接ができないなどの問
題がある。
ると、チタンと鋼の異種金属が溶融する部分（異材溶接
部と呼ばれる）には脆弱な金属間化合物やチタンの炭窒
化物が生成するため、溶接部が割れやすくなる。そのた
め、チタンクラッド鋼板の溶接には、真空ろう付け法や
金属間化合物を生成しないようなインサート材を挿入す
る拡散接合法が用いられているが、高価な真空装置や貴
金属のインサート材を用いるためコスト高になる、大き
さに制約がある、施工現場での溶接ができないなどの問
題がある。
【０００４】こうした溶接上の問題を解決するために、
従来より幾つかの方法が提案されている。例えば、特開
平２ー２８０９６９号公報や特開平２ー２８０９７０号
公報には、溶接される突き合わせ部の合わせ材を除き、
合わせ材の除かれた母材に開先を設け、母材を溶接し、
合わせ材と同質のチタンをスペーサとして溶接部に被せ
る方法や、さらにその上をチタンの当て板で覆う方法が
開示されている。
従来より幾つかの方法が提案されている。例えば、特開
平２ー２８０９６９号公報や特開平２ー２８０９７０号
公報には、溶接される突き合わせ部の合わせ材を除き、
合わせ材の除かれた母材に開先を設け、母材を溶接し、
合わせ材と同質のチタンをスペーサとして溶接部に被せ
る方法や、さらにその上をチタンの当て板で覆う方法が
開示されている。
【０００５】いずれの場合も、母材とスペーサとは全面
接合されないので両者の間には隙間が存在する。そのた
め、海洋構造物の脚柱のスプラッシュゾーンなどに用い
られると、溶接部の両端部ではこの隙間より海水が浸入
し母材の腐食が生じたり、また、溶接を通常の方法で行
っているため上述したような脆弱な金属間化合物などが
生成し割れが生じるといった問題がある。
接合されないので両者の間には隙間が存在する。そのた
め、海洋構造物の脚柱のスプラッシュゾーンなどに用い
られると、溶接部の両端部ではこの隙間より海水が浸入
し母材の腐食が生じたり、また、溶接を通常の方法で行
っているため上述したような脆弱な金属間化合物などが
生成し割れが生じるといった問題がある。
【０００６】そこで、特開平５ー１８５２３７号公報や
特開平６ー１５４５３号公報には、こうした溶接部の腐
食や割れを防止する方法が提案されている。
特開平６ー１５４５３号公報には、こうした溶接部の腐
食や割れを防止する方法が提案されている。
【０００７】図２に、特開平５ー１８５２３７号公報に
記載されたチタンクラッド鋼板の溶接方法を示す。図２
で、１はチタンクラッド鋼板、２は合わせ材、３は母
材、５は母材溶接部、６は当て板、７は異材溶接部、８
はクラッドスペーサ、９は切り込みを表す。また、図２
の（ａ）は母材２を溶接した後の状態を、（ｂ）は母材
溶接部５の端部の切り込み９にクラッドスペーサ８を挿
入し溶接した後の状態を、（ｃ）は母材溶接部５および
その周辺部をチタンの当て板６で覆い溶接した後の状態
を表す。
記載されたチタンクラッド鋼板の溶接方法を示す。図２
で、１はチタンクラッド鋼板、２は合わせ材、３は母
材、５は母材溶接部、６は当て板、７は異材溶接部、８
はクラッドスペーサ、９は切り込みを表す。また、図２
の（ａ）は母材２を溶接した後の状態を、（ｂ）は母材
溶接部５の端部の切り込み９にクラッドスペーサ８を挿
入し溶接した後の状態を、（ｃ）は母材溶接部５および
その周辺部をチタンの当て板６で覆い溶接した後の状態
を表す。
【０００８】まず、図２の（ａ）に示すように、溶接さ
れるチタンクラッド鋼板１の突き合わせ部から合わせ材
２を除き、合わせ材２の除去された母材３には開先を設
けるとともに、その端部に切り込み９を入れ、母材３を
溶接する。
れるチタンクラッド鋼板１の突き合わせ部から合わせ材
２を除き、合わせ材２の除去された母材３には開先を設
けるとともに、その端部に切り込み９を入れ、母材３を
溶接する。
【０００９】メインの溶接が母材同士の溶接となるた
め、強度上の問題が生じることはない。
め、強度上の問題が生じることはない。
【００１０】次に、図２の（ｂ）に示すように、母材溶
接部５の端部にできた切り込み９にチタンクラッド鋼板
１と同質のクラッドスペーサ８を挿入し溶接する。この
とき、チタンと鋼が溶融する側面の異材溶接部７の溶接
を、不活性ガス雰囲気中でＡｇーＣｕ系溶材を用いてプ
ラズマ溶接やＴＩＧ溶接で行う。
接部５の端部にできた切り込み９にチタンクラッド鋼板
１と同質のクラッドスペーサ８を挿入し溶接する。この
とき、チタンと鋼が溶融する側面の異材溶接部７の溶接
を、不活性ガス雰囲気中でＡｇーＣｕ系溶材を用いてプ
ラズマ溶接やＴＩＧ溶接で行う。
【００１１】クラッドスペーサ８を端部に挿入して溶接
しているため、隙間より海水などが浸入することはな
い。また、異材溶接部７においては、その溶接が不活性
ガス雰囲気中で行われるため酸化物や窒化物が生成する
ことなく、しかも低融点化の図れるＡｇーＣｕ系溶材を
用いて溶接速度の速いプラズマ溶接やＴＩＧ溶接で行わ
れるためチタンと鉄の反応が抑制されてそれらの金属間
化合物などが生成することもない。
しているため、隙間より海水などが浸入することはな
い。また、異材溶接部７においては、その溶接が不活性
ガス雰囲気中で行われるため酸化物や窒化物が生成する
ことなく、しかも低融点化の図れるＡｇーＣｕ系溶材を
用いて溶接速度の速いプラズマ溶接やＴＩＧ溶接で行わ
れるためチタンと鉄の反応が抑制されてそれらの金属間
化合物などが生成することもない。
【００１２】最後に、図２の（ｃ）に示すように、母材
溶接部５に隣接するチタンクラッド鋼板１の表面と切り
込み９に挿入されたクラッドスペーサ８の表面に、合わ
せ材２と同質のチタンからなる当て板６を、母材溶接部
５全体を覆うように隅肉溶接する。
溶接部５に隣接するチタンクラッド鋼板１の表面と切り
込み９に挿入されたクラッドスペーサ８の表面に、合わ
せ材２と同質のチタンからなる当て板６を、母材溶接部
５全体を覆うように隅肉溶接する。
【００１３】チタンの当て板６で母材溶接部５全体が覆
われるので、溶接部全体の耐食性は確保される。
われるので、溶接部全体の耐食性は確保される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５ー１８５２３７号公報や特開平６ー１５４５３号公報
に記載された方法では、切り込みを作製したり、クラッ
ドスペーサを切り込み部へ挿入したりする複雑な手間が
かかり、作業性が著しく阻害される。
５ー１８５２３７号公報や特開平６ー１５４５３号公報
に記載された方法では、切り込みを作製したり、クラッ
ドスペーサを切り込み部へ挿入したりする複雑な手間が
かかり、作業性が著しく阻害される。
【００１５】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、溶接部の腐食や割れの発生を招くこと
なく、しかも作業性を阻害しない簡便なチタンクラッド
鋼板の溶接方法を提供することを目的とする。
なされたもので、溶接部の腐食や割れの発生を招くこと
なく、しかも作業性を阻害しない簡便なチタンクラッド
鋼板の溶接方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題は、（イ）溶接
されるチタンクラッド鋼板の突き合わせ部の合わせ材
（チタン）を除去する工程と、（ロ）前記合わせ材の除
去された部分の母材（鋼板）に開先を設ける工程と、
（ハ）前記開先の設けられた母材を溶接する工程と、
（ニ）前記母材の溶接部から前記母材の溶接部に隣接し
たチタンクラッド鋼板部にわたる部分の両端部に、前記
チタンクラッド鋼板と同一板厚のチタンクラッド鋼片
を、前記チタンクラッド鋼板と前記チタンクラッド鋼片
の合わせ材の面が一致するように溶接する工程と、
（ホ）前記母材の溶接部に隣接するチタンクラッド鋼板
の表面と前記溶接されたチタンクラッド鋼片の表面に、
チタンの当て板を、前記母材の溶接部全体を覆うように
溶接する工程を有してなり、かつ、前記チタンクラッド
鋼板と前記チタンクラッド鋼片の溶接において、チタン
と鋼が溶融する側面の異材溶接部の溶接を、不活性ガス
雰囲気中でＡｇーＣｕ系の溶材を用いてプラズマ溶接ま
たはＴＩＧ溶接で行うことを特徴とするチタンクラッド
鋼板の溶接方法により解決される。
されるチタンクラッド鋼板の突き合わせ部の合わせ材
（チタン）を除去する工程と、（ロ）前記合わせ材の除
去された部分の母材（鋼板）に開先を設ける工程と、
（ハ）前記開先の設けられた母材を溶接する工程と、
（ニ）前記母材の溶接部から前記母材の溶接部に隣接し
たチタンクラッド鋼板部にわたる部分の両端部に、前記
チタンクラッド鋼板と同一板厚のチタンクラッド鋼片
を、前記チタンクラッド鋼板と前記チタンクラッド鋼片
の合わせ材の面が一致するように溶接する工程と、
（ホ）前記母材の溶接部に隣接するチタンクラッド鋼板
の表面と前記溶接されたチタンクラッド鋼片の表面に、
チタンの当て板を、前記母材の溶接部全体を覆うように
溶接する工程を有してなり、かつ、前記チタンクラッド
鋼板と前記チタンクラッド鋼片の溶接において、チタン
と鋼が溶融する側面の異材溶接部の溶接を、不活性ガス
雰囲気中でＡｇーＣｕ系の溶材を用いてプラズマ溶接ま
たはＴＩＧ溶接で行うことを特徴とするチタンクラッド
鋼板の溶接方法により解決される。
【００１７】メインの溶接は合わせ材を除いて開先を設
けた母材同士の溶接のため、溶接強度上の問題は生じな
い。
けた母材同士の溶接のため、溶接強度上の問題は生じな
い。
【００１８】母材の溶接部からそれに隣接するチタンク
ラッド鋼板部にわたる部分の両端部に、溶接されるチタ
ンクラッド鋼板と同一板厚のチタンクラッド鋼片を合わ
せ材の面が一致するように溶接した後、母材の溶接部に
隣接するチタンクラッド鋼板の表面とすでに両端部に溶
接されたチタンクラッド鋼片の表面に、チタンの当て板
を、母材の溶接部全体を覆うように溶接すれば、溶接部
全体の耐食性を確保できるとともに、溶接部の端部から
の海水などの浸入も防げる。
ラッド鋼板部にわたる部分の両端部に、溶接されるチタ
ンクラッド鋼板と同一板厚のチタンクラッド鋼片を合わ
せ材の面が一致するように溶接した後、母材の溶接部に
隣接するチタンクラッド鋼板の表面とすでに両端部に溶
接されたチタンクラッド鋼片の表面に、チタンの当て板
を、母材の溶接部全体を覆うように溶接すれば、溶接部
全体の耐食性を確保できるとともに、溶接部の端部から
の海水などの浸入も防げる。
【００１９】チタンクラッド鋼板とチタンクラッド鋼片
を溶接するとき、チタンと鋼が溶融する側面の異材溶接
部の溶接を、不活性ガス雰囲気中でＡｇーＣｕ系の溶材
を用いてプラズマ溶接またはＴＩＧ溶接で行うため、脆
弱な金属間化合物などの生成を抑制でき、割れの発生を
防止できる。
を溶接するとき、チタンと鋼が溶融する側面の異材溶接
部の溶接を、不活性ガス雰囲気中でＡｇーＣｕ系の溶材
を用いてプラズマ溶接またはＴＩＧ溶接で行うため、脆
弱な金属間化合物などの生成を抑制でき、割れの発生を
防止できる。
【００２０】本発明法では、端部にチタンクラッド鋼片
を当てて溶接したり、表面をチタンの当て板で覆って溶
接するだけでよいので、作業性を阻害することはない。
を当てて溶接したり、表面をチタンの当て板で覆って溶
接するだけでよいので、作業性を阻害することはない。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１に、本発明であるチタンクラ
ッド鋼板の溶接方法の１実施の形態を示す。図１で、１
はチタンクラッド鋼板、２は合わせ材、３は母材、４は
チタンクラッド鋼片、５は母材溶接部、６は当て板、７
は異材溶接部を表す。また、図１の（ａ）は母材３を溶
接した後の状態を、（ｂ）は母材溶接部５からそれに隣
接するチタンクラッド鋼板１部にわたる部分の両端部に
チタンクラッド鋼片４を当てて溶接した後の状態を、
（ｃ）は母材溶接部４およびその周辺部をチタンの当て
板６で覆って溶接した後の状態を表す。
ッド鋼板の溶接方法の１実施の形態を示す。図１で、１
はチタンクラッド鋼板、２は合わせ材、３は母材、４は
チタンクラッド鋼片、５は母材溶接部、６は当て板、７
は異材溶接部を表す。また、図１の（ａ）は母材３を溶
接した後の状態を、（ｂ）は母材溶接部５からそれに隣
接するチタンクラッド鋼板１部にわたる部分の両端部に
チタンクラッド鋼片４を当てて溶接した後の状態を、
（ｃ）は母材溶接部４およびその周辺部をチタンの当て
板６で覆って溶接した後の状態を表す。
【００２２】まず、図１の（ａ）に示すように、溶接さ
れるチタンクラッド鋼板１の突き合わせ部分から合わせ
材２を除き、合わせ材２の除去された母材３に開先を設
け、母材３をＴＩＧ溶接で多層溶接する。
れるチタンクラッド鋼板１の突き合わせ部分から合わせ
材２を除き、合わせ材２の除去された母材３に開先を設
け、母材３をＴＩＧ溶接で多層溶接する。
【００２３】次に、図１の（ｂ）に示すように、母材溶
接部５からそれに隣接したチタンクラッド鋼板１部にわ
たる部分の両端部に、チタンクラッド鋼板１と同一板厚
のチタンクラッド鋼片４を、合わせ材２の面が一致する
ように溶接する。このとき、同種金属が溶融する部分の
溶接は、なめ付け溶接で行えば十分である。一方、チタ
ンと鋼が溶融する側面の異材溶接部７の溶接は、Ａｒや
Ｈｅなどの不活性ガス雰囲気中で溶接部をシールドしな
がらＡｇーＣｕ系溶材を用いてＴＩＧ溶接で行ったり、
上記シールドガスに加えてＡｒガスをセンターガスとし
てＡｇーＣｕ系溶材を用いてプラズマ溶接で行う。Ａｇ
ーＣｕ系溶材としては、ＪＩＳ Ｚ３２６１に規定され
ているＢＡｇ８またはＢＡｇ８Ａ系のものを用いること
ができる。また、これらの溶材にＳｎやＺｎを適宜添加
してもよい。
接部５からそれに隣接したチタンクラッド鋼板１部にわ
たる部分の両端部に、チタンクラッド鋼板１と同一板厚
のチタンクラッド鋼片４を、合わせ材２の面が一致する
ように溶接する。このとき、同種金属が溶融する部分の
溶接は、なめ付け溶接で行えば十分である。一方、チタ
ンと鋼が溶融する側面の異材溶接部７の溶接は、Ａｒや
Ｈｅなどの不活性ガス雰囲気中で溶接部をシールドしな
がらＡｇーＣｕ系溶材を用いてＴＩＧ溶接で行ったり、
上記シールドガスに加えてＡｒガスをセンターガスとし
てＡｇーＣｕ系溶材を用いてプラズマ溶接で行う。Ａｇ
ーＣｕ系溶材としては、ＪＩＳ Ｚ３２６１に規定され
ているＢＡｇ８またはＢＡｇ８Ａ系のものを用いること
ができる。また、これらの溶材にＳｎやＺｎを適宜添加
してもよい。
【００２４】最後に、図１の（ｃ）に示すように、母材
溶接部５に隣接するチタンクラッド鋼板１の表面と両端
部に溶接したチタンクラッド鋼片４の表面に、チタンの
当て板６を、母材溶接部５全体を覆うように隅肉溶接す
る。
溶接部５に隣接するチタンクラッド鋼板１の表面と両端
部に溶接したチタンクラッド鋼片４の表面に、チタンの
当て板６を、母材溶接部５全体を覆うように隅肉溶接す
る。
【００２５】本発明法はいずれの種類のチタンクラッド
鋼板にも適用できる。また、チタンクラッド鋼片にも、
いずれの種類のチタンクラッド鋼板を用いることができ
るが、溶接すべきチタンクラッド鋼板と同じものを用い
る方が好ましい。
鋼板にも適用できる。また、チタンクラッド鋼片にも、
いずれの種類のチタンクラッド鋼板を用いることができ
るが、溶接すべきチタンクラッド鋼板と同じものを用い
る方が好ましい。
【００２６】なお、本発明法における母材同士の溶接時
に、チタンクラッド鋼板の鋼板側を構造物表面に溶接な
どにより貼り付ければ、表面がチタンで覆われた耐食性
に優れる構造物を建造できる。
に、チタンクラッド鋼板の鋼板側を構造物表面に溶接な
どにより貼り付ければ、表面がチタンで覆われた耐食性
に優れる構造物を建造できる。
【００２７】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、溶接部の腐食や割れの発生を招くことなく、
しかも作業性を阻害しない簡便なチタンクラッド鋼板の
溶接方法を提供できる。
いるので、溶接部の腐食や割れの発生を招くことなく、
しかも作業性を阻害しない簡便なチタンクラッド鋼板の
溶接方法を提供できる。
【００２８】本発明である溶接法を適用し、海洋構造物
の表面をチタンクラッド鋼板で覆えば、耐海水腐食性に
優れる構造物を構築できる。
の表面をチタンクラッド鋼板で覆えば、耐海水腐食性に
優れる構造物を構築できる。
【図１】本発明であるチタンクラッド鋼板の溶接方法の
１実施の形態を示す図である。
１実施の形態を示す図である。
【図２】特開平５ー１８５２３７号公報に記載されたチ
タンクラッド鋼板の溶接方法を示す図である。
タンクラッド鋼板の溶接方法を示す図である。
１ チタンクラッド鋼板 ２ 合わせ材（チタン） ３ 母材（鋼板） ４ チタンクラッド鋼片 ５ 母材溶接部 ６ 当て板（チタン） ７ 異材溶接部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｋ 35/30 ３２０ Ｂ２３Ｋ 35/30 ３２０Ｚ 37/06 37/06 Ａ // Ｂ２３Ｋ 103:16 103:16 (72)発明者 深井 英明 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 松野 隆 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 崎山 哲雄 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 高野 俊夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−245648（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−239817（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−157072（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−157781（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/23 B23K 9/025 B23K 9/167
Claims (1)
- 【請求項１】（イ）溶接されるチタンクラッド鋼板の突
き合わせ部の合わせ材（チタン）を除去する工程と、 （ロ）前記合わせ材の除去された部分の母材（鋼板）に
開先を設ける工程と、 （ハ）前記開先の設けられた母材を溶接する工程と、 （ニ）前記母材の溶接部から前記母材の溶接部に隣接し
たチタンクラッド鋼板部にわたる部分の両端部に、前記
チタンクラッド鋼板と同一板厚のチタンクラッド鋼片
を、前記チタンクラッド鋼板と前記チタンクラッド鋼片
の合わせ材の面が一致するように溶接する工程と、 （ホ）前記母材の溶接部に隣接するチタンクラッド鋼板
の表面と前記溶接されたチタンクラッド鋼片の表面に、
チタンの当て板を、前記母材の溶接部全体を覆うように
溶接する工程を有してなり、 かつ、前記チタンクラッド鋼板と前記チタンクラッド鋼
片の溶接において、チタンと鋼が溶融する側面の異材溶
接部の溶接を、不活性ガス雰囲気中でＡｇーＣｕ系の溶
材を用いてプラズマ溶接またはＴＩＧ溶接で行うことを
特徴とするチタンクラッド鋼板の溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23685696A JP3304778B2 (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | チタンクラッド鋼板の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23685696A JP3304778B2 (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | チタンクラッド鋼板の溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1080772A JPH1080772A (ja) | 1998-03-31 |
| JP3304778B2 true JP3304778B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=17006823
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23685696A Expired - Fee Related JP3304778B2 (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | チタンクラッド鋼板の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3304778B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPR386901A0 (en) * | 2001-03-21 | 2001-04-12 | Weldtronics Limited | Application of coating |
| CN102489852A (zh) * | 2011-11-15 | 2012-06-13 | 湖南湘投金天钛金属有限公司 | 一种等离子气体保护焊接钛板工艺 |
-
1996
- 1996-09-06 JP JP23685696A patent/JP3304778B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1080772A (ja) | 1998-03-31 |
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