KR101494693B1 - 티그 용접용 실드장치 - Google Patents

Abstract

실제 용접하고자 하는 부분으로 간단한 방식에 의해 간편하게 착탈이 이루어짐은 물론 소량의 가스로도 퍼징(purging)이 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위하여, 티그 용접시 퍼징을 위한 실드장치로서, 투명재질이면서 복수 개로 분할 형성되고, 용접 대상물의 외측면을 에워쌈으로써 내부에서 퍼징과 함께 용접이 이루어질 수 있도록 구역이 형성되는 복수의 커버부재; 상기 복수의 커버부재를 결합 고정하는 결합부재;를 포함하는 티그 용접용 실드장치를 제공한다.
그에 따라 실드장치의 설치작업이 단시간 내에 이루어져 용접작업이 신속하게 이루어져 용접작업의 효율성을 최대한 높일 수 있는 효과와 함께 최소한의 가스 소비로 인해 경제성도 높은 효과를 가진다.

Description

티그 용접용 실드장치{TIG welding shield device}

본 발명은 티그 용접시 사용되는 실드(sealde)장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 실제 용접하고자 하는 부분으로 간단한 방식에 의해 간편하게 착탈이 이루어짐은 물론 소량의 가스로도 퍼징(purging)이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 티그 용접용 실드장치에 관한 것이다.

일반적으로 티그 (TIG:tungsten inert gas)용접이란, 텅스텐 불활성 가스 용접의 약자로 현장에서는 아르곤 용접이라 한다. 이는 용융점이 가장 높은 텅스텐 전극과 모재 사이에 아크를 일으키고 용접 중 산화, 질화를 방지하기 위해 아르곤(Ar) 가스로 용접부를 보호하는 용접을 의미하는 것이다.

그에 따른 티그 용접은 실딩 가스로서 순수 아르곤의 단일종 가스를 사용하며, 열전도 용접법을 이용하여 모재를 용융시키는 방법이기 때문에 주로 3mm이하의 박판 용접에 사용되거나 후판을 용접할 경우에는 대체적으로 다층 용접법을 이용하고 있다.

이러한 종래의 티그 용접 중 선박 건조, 교량 제조 등과 같은 대형의 파이프를 맞대어 잇는 파이프 맞대기 이음 티그 용접은, 근래 들어 자동용접장치로 하여 전자세(모든 자세)에 사용할 수 있는 장비들이 개발되어 사용되고 있다.

한편, 원자로를 제작하는 과정에서 원자로 출력을 제어하는 제어봉(Control Rod)를 구동하는 제어봉 구동장치(CEDM)와 모터 하우징을 결합하여 용접할 때에도 AMI 장비 티그 자동용접기를 사용하여 용접하게 되는 데, 이때 아르곤 가스로 퍼징(purging)한다.

다시 말해서, 용접 대상물과 티그 자동용접기 전체를 비닐로 덮어 밀봉한 후 아르곤을 주입한 다음 약 20분간 10~20 l/min의 가스를 분사하여 아르곤 분위기를 만들어 충분히 퍼징시켜 비닐 속의 공기를 90% 이상 제거 후 용접작업을 행하였다.

상기와 같이 종래 티그 자동용접시 퍼징을 하기 위해서는 공기의 혼입을 막기 위해 용접 대상물과 티그 자동용접기 전체를 비닐로 씌워 밀봉하기 위한 비닐 설치작업이 상당히 번거롭고 불편한 문제점을 가지고 있었다.

또한, 밀봉된 비닐 내로 아르곤 가스를 분사시켜 비닐 속의 공기를 아르곤 가스가 밀어낼 때까지 퍼징하는 작업시간이 오래 소요됨은 물론 그로 인한 많은 량의 아르곤 가스가 소비되는 문제점도 있었다.

이와 같은 종래의 문제점을 해소하고자 종래 일본 공개특허공보 공개2005-40815호(이하 '특허문헌 1'이라 합니다)에 개시된 바와 같이 용접 대상물의 용접부위를 그 용접 대상물과 대응되는 형태의 일체형 챔버를 씌운 후 상기 용접과 함께 불활성 가스를 공급하여 신속하게 냉각이 이루어질 수 있도록 하는 선행기술이 제안된 바 있다.

또한, 미국 공개번호 US 2006-0266745호(이하 '특허문헌 2'라 합니다)에 개시된 바와 같이 반원통형 형태로 내부 방사상의 벽과 외부 방사상의 벽이 형성된 하우징을 용접 대상물의 상부 일측으로 덮은 상태에서 상부에 장착되는 용접 노즐에 의해 용접함과 아울러 비활성 가스를 공급하는 선행기술이 제안된 바 있다.

일본 공개특허공보 공개2005-40815호 미국 공개특허번호 US 2006-0266745호

그러나, 특허문헌 1의 경우 챔버가 일체형으로 형성됨에 따라 용접 대상물로의 장착하기가 상당히 번거롭고 불편한 문제점을 가지고 있었음은 물론 일체형으로 인한 특정한 용접 대상물에 한정되는 단점도 가진다.

그리고, 특허문헌 2의 경우에는 구조가 복잡함은 물론 용접 대상물과의 구조적인 형상이 한정되는 관계로, 호환성이 떨어짐은 물론 특정한 용접 대상물에만 적용되는 단점도 있었다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 주된 목적은 실제 용접하고자 하는 부분으로 간단한 방식에 의해 간편하게 착탈이 이루어짐은 물론 소량의 가스로도 퍼징(purging)이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 티그 용접용 실드장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 용접 대상물로의 장착시 높은 기밀성을 가질 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 용접 마스크 또는 용접 안경 없이도 용접과정을 용이하게 확인할 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 티그 용접시 퍼징을 위한 실드장치로서, 투명재질이면서 복수 개로 분할 형성되고, 용접 대상물의 외측면을 에워쌈으로써 내부에서 퍼징과 함께 용접이 이루어질 수 있도록 구역이 형성되는 복수의 커버부재; 상기 복수의 커버부재를 결합 고정하는 결합부재;를 포함한다.

상기 실드장치는 용접 대상물의 외측면과 각 끝단이 맞닿아 내부로 상기 구역이 형성되도록 상면커버부와 측면커버부로 형성되는 복수 개의 커버부재; 상기 상면커버부의 서로 접하는 부분을 결합 고정하는 각각의 결합부재; 상기 하나의 측면커버부에 가스주입을 위해 상기 구역과 연결 형성되는 주입관; 상기 측면커버부가 서로 접하는 한 부분에 티그 용접기를 설치하기 위해 형성되는 설치공간부;를 포함한다.

상기 커버부재는 적어도 두 개 이상 분할 형성된다.

상기 상면커버부와 측면커버부의 용접 대상물과 접하는 각 끝단 부분에는 기밀을 위해 결합되는 각각의 기밀부재를 더 포함한다.

상기 기밀부재는 상면커버부와 측면커버부의 각 끝단에 끼워져 결합된다.

상기 결합부재는 상,하로 형성되는 각각의 결합편, 상기 결합편 사이의 중간에 형성되는 지지편, 상기 지지편의 양측에 상면커버부의 각 끝단이 슬라이딩되어 결합되는 각각의 결합홈을 포함한다.

상기 결합부재는 상면커버부의 서로 접하는 부분으로 삽입되는 끼움홈이 형성된 클립으로 형성된다.

상기 주입관은 일측이 측면커버부에 체결 고정되는 고정부, 타측은 상기 고정부와 일체로 연결되며 끝단으로 가스 공급관이 연결되는 연결부로 형성된다.

상기 설치공간부로 설치된 티그 용접기와 측면커버부 사이에는 밀폐를 위해 테이핑되는 테이프를 더 포함한다.

상기 상면커버부와 측면커버부에는 용접 과정을 투시하기 위한 차광필름이 더 부착된다.

본 발명은 실제 용접하고자 하는 부분으로 간단한 방식에 의해 간편하게 착탈이 이루어짐은 물론 소량의 가스로도 퍼징이 원활하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 실드장치의 설치작업이 단시간 내에 이루어져 용접작업이 신속하게 이루어져 용접작업의 효율성을 최대한 높일 수 있는 효과와 함께 최소한의 가스 소비로 인해 경제성도 높은 효과를 가진다.

또한, 용접 대상물로의 장착시 높은 기밀성을 가질 수 있도록 함으로써, 가스 주입시 누설됨을 최소화하여 보다 높은 경제성도 확보할 수 있는 효과를 가진다.

또, 용접 마스크 또는 용접 안경 없이도 용접과정을 용이하게 확인할 수 있도록 함으로써, 용접작업에 따른 한층더 높은 편리성을 제공하는 효과도 갖는다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 분해 사시도,
도 2는 도 1에 따른 결합된 상태의 사시도,
도 3은 도 2에 따른 A부분의 확대 단면도,
도 4는 본 발명의 사용 상태를 나타낸 개략적인 평단면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 분해 사시도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예를 나타낸 분해 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명의 실시 예에 한정되거나 제한되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 따른 결합된 상태의 사시도이고, 도 3은 도 2에 따른 A부분의 확대 단면도이다.

도시된 바와 같이 용접 중 산화, 질화를 방지하기 위해 아르곤(Ar) 가스로 용접부를 보호하는 티그 용접시 퍼징을 위한 실드장치(1)를 제공한다.

본 발명에 따른 일 실시 예의 실드장치(1)는 외부에서도 용접 과정을 용이하게 투시할 수 있도록 투명재질이면서 복수 개로 분할 형성되고, 용접 대상물의 외측면을 에워쌈으로써 내부에서 아르곤 가스에 의해 공기를 밀어 내는 퍼징과 함께 용접이 이루어질 수 있도록 구역(11)이 형성되는 복수의 커버부재(10)와; 상기 복수의 커버부재(10)를 서로 연결시켜 결합 고정하는 결합부재(20);를 포함한다.

상기에서, 투명재질이나 함은 가공성이 우수하면서 취급이 편리하며, 중량이 가볍고 경제성도 우수한 아크릴 등과 같은 재질을 사용하는 것이 바람직하나 아크릴로만 한정되는 것은 아니다.

또한, 복수 개로 분할 형성되고 결합부재에 의해 용접 대상물로 결합 고정됨에 따라 작업자 누구나가 간단하고 편리하게 장착할 수 있는 것이며, 용접 대상물과의 호환성도 뛰어난 조건을 가진다.

실드장치(1)는 용접 대상물의 외측면과 각 끝단이 맞닿아 내부로 상기 구역(11)이 형성되도록 상면커버부(12)와 측면커버부(14)로 형성되는 각각의 커버부재(10)를 포함한다. 이때, 상기 커버부재(10)는 도시된 바와 같이 원통형 형태로 도시하였으나, 원통형 형태 뿐만 아니라 용접 대상물이나 필요한 조건에 따라 삼각이나 사각 또는 오각 등과 같이 다각형 형태로 형성하여도 무방하다.

또한, 상기 커버부재는 적어도 두개 이상 분할 형성하는 것이 바람직하며, 바람직하게는 도시된 바와 같이 2분할함에 따라 조립 및 분리가 보다 간단하고 편리하게 이루어질 수 있도록 한다.

또한, 상기 커버부재는 도시된 바와 같이 단면 상으로는 한글의 기억(ㄱ)자 형태로 형성되나, 용접 대상물 등에 의해하여 다양한 형태로 형성될 수 있다.

아울러, 상기 커버부재는 용접 대상물과 맞닿게 결합 고정되되, 상기 용접 대상물로부터 회전 가능하게 미세한 틈이 형성되고, 상기한 미세한 틈은 아르곤 가스 주입시 그 미세한 틈으로 구역 내의 공기가 배출되면서 구역 내를 아르곤 가스 분위기로 형성하게 된다.

한편, 상기 상면커버부(12)의 서로 접하는 부분을 통상의 슬라이딩 방식이나 또는 스크류 체결 등에 의해 결합 고정하는 각각의 결합부재(20)를 포함한다.

즉, 상기 상면커버부(12)와 측면커버부(14)는 서로 동일선상에서 분할 형성됨에 따라 상면커버부(12)를 결합부재(20)에 의해 결합 고정시 측면커버부(14)의 각 끝단은 자연스럽게 서로 맞닿아 지지된다.

상기에서, 결합부재(20)는 상,하로 형성되는 각각의 결합편(22)과, 상기 결합편(22) 사이의 중간에 형성되는 지지편(24)과, 상기 지지편(24)의 양측에 상면커버부(12)의 각 끝단이 슬라이딩되어 결합되는 각각의 결합홈(25)을 포함한다.

다시 말해서, 상기 결합부재는 양측에 위치하는 상면커버부의 각 끝단이 원활하게 삽입되어 결합 고정되도록 통상의 아이(I) 형강과 같은 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

그에 따라 작업자로 하여금 상면커버부의 서로 맞닿는 부분을 간단하고 편리한 슬라이딩 방식에 의하여 결합 고정함에 따라 조립성도 우수할 뿐만 아니라 분리시에도 편리하게 분리할 수 있는 조건을 가진다.

그리고, 상기 하나의 측면커버부(14)에 아르곤 가스의 가스주입을 위해 상기 구역(11)과 연결 형성되는 주입관(30)를 포함한다. 이때, 상기 주입관(30)은 일측이 측면커버부(14)에 통상의 너트 체결방식 등에 의해 체결 고정되는 고정부(32)와, 타측은 상기 고정부(32)와 일체로 연결되며 끝단으로 아르곤 가스를 공급하기 위한 가스 공급관(G)이 통상의 밴드나 후크 고정방식 또는 너트 체결방식 등에 의해 연결되는 연결부(34)로 형성된다.

즉, 상기 주입관은 고정부와 연결부가 절곡 형성되는 통상의 엘보와 같은 형태로 측면커버부와 통상적인 방식에 의해 회전 가능하게 장착되어 방향성에 구애받지 않고 가스 공급관과 연결되는 측으로 방향전환이 가능하다.

또한, 상기 측면커버부(14)가 서로 접하는 한 부분에 용접 대상물의 용접부위로 용접이 이루어질 수 있도록 하는 통상의 티그 용접기(W)를 설치하기 위해 형성되는 설치공간부(40);를 포함한다. 이때, 상기 설치공간부(40)로 설치된 티그 용접기(W)와 측면커버부(14) 사이에는 밀폐를 위해 테이핑되는 테이프(45)를 더 포함한다.

다시 말해서, 상기 설치공간부로 티그 용접기를 설치한 후 그 설치공간부와 티그 용접기 사이에 형성되는 틈을 테이프로 테이핑함에 따라 티그 용접기가 측면커버로부터 유동성 없이 지지될 뿐만 아니라 구역으로부터 아르곤 가스가 다량으로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 상면커버부(12)와 측면커버부(14)의 용접 대상물과 접하는 각 끝단 부분에는 주입되는 많은 량의 아르곤 가스가 누출되지 않도록 기밀을 위해 결합되는 각각의 기밀부재(50)를 더 포함한다. 이때, 상기 기밀부재는 탄력성이 우수하면서 복원력도 뛰어난 통상의 고무나 실리콘 재질 등로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 기밀부재(50)는 상면커버부와 측면커버부의 각 끝단으로 접착제 등에 의해 결합될 수 있으며, 바람직하게는 기밀부재(50)의 일면에 상기 상면커버부와 측면커버부의 끝단부에 끼워져 결합되는 삽입홈(52)에 의해 끼워져 결합되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성된 본 발명은 도 4에 도시한 바와 같이, 먼저 용접 대상물의 일측에 하나의 커버부재(10)를 위치시킨 후 또 다른 하나의 커버부재(10)를 서로 접하게 위치시키면서 결합부재(20)에 의해 상기 각 커버부재(10)의 상부커버부(12)를 결합 고정시켜 용접 대상물의 용접부위 외측면으로 커버부재(10)의 조립을 완료한다.

그런 다음 하나의 측면커버부(14)에 형성된 주입관(30)으로 공급하고자 하는 아르곤 가스 공급관(G)을 연결 고정한다.

또한, 측면커버부(14)가 서로 접한 한 부분에 형성된 설치공간부(40)로 통상의 티그 용접기(W)를 위치시켜 고정하게 되는 데, 이때 상기 티그 용접기(W)와 측면커버부(14) 사이에 형성되는 틈은 통상의 테이프(45) 등에 의해 테이핑하여 주입되는 아르곤 가스가 과도하게 누출되지 않도록 밀폐시킨다.

이렇게, 용접 대상물의 용접부위로 커버부재(10)와 티그 용접기(W)의 설치가 완료되면서 주입관(30)를 통하여 아르곤 가스를 공급함에 따라 커버부재(10)의 구역(11) 내에 잔존하는 공기는 아르곤 가스에 의해 외부로 배출되면서 아르곤 가스 분위기를 형성하기 된다. 이때, 구역 내의 공기가 대략 90% 이상이 제거될 때까지 아르곤 가스를 주입한다.

그리고 나서 티그 용접기(W)에 의해 용접 대상물로 회전에 의해 용접을 행함으로써, 최상의 조건에서 티그 자동용접이 원활하게 이루어질 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 용접 대상물의 용접 부위에 커버부재를 결합부재에 의해 국부적으로 결합 고정함으로써, 설치가 단시간 내에 번거롭거나 불편함 없이 간편하게 이루어져 편리성을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 용접작업이 신속하게 이루어질 수 있는 조건을 가진다.

또한, 커버부재의 구역 내로 아르곤 가스 분위기를 형성하기 위한 아르곤 가스 량 또한 최소화할 수 있는 조건으로 인해 경제성도 매우 높은 조건을 가진다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 분해 사시도이다.

도시된 바와 같이, 상기한 커버부재를 결합 고정하기 위한 결합부재를 아이(I) 형상 형태로 형성할 수 있을 뿐만 아니라 양측으로 위치하는 상면커버부를 서로 결합 고정할 수 있는 어떠한 형태라도 무방하다.

일 예로, 상기 결합부재(20)는 상면커버부(12)의 서로 접하는 부분으로 삽입되는 끼움홈(20A')이 형성된 클립(20A)으로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상면커버부의 각 끝단으로 삽입되어 결합 고정될 수 있는 한글 자음의 디귿(ㄷ)자 형태의 클립에 의해 상면커버부의 각 끝단을 결합 고정하도록 한다.

아울러, 상기한 일 실시 예 이외에 도시하지 않았지만 서로 맞닿는 부분을 통상적인 방식에 의해 덮거나 고정 등을 통하여 연결 고정할 수 있는 어떠한 수단이어도 무방하다 할 것이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예를 나타낸 분해 사시도이다.

도시된 바와 같이 상기한 분할 형성된 커버부재는 투명재질로 외부에서 용접 과정을 용이하게 투시할 수 있기는 하는 용접 과정에서 발생하는 강한 빛으로 인해 작업자가 별도의 용접 마스크 또는 용접 안경 등을 쓰지 않고도 용접 과정을 용이하게 투시할 수 있도록 한다.

다시 말해서, 상기 상면커버부(12)와 측면커버부(14)에는 용접 과정을 작업자가 별도의 용접 마스크 또는 용접 안경을 쓰지 않고 직접 투시하기 위한 통상적인 차광필름(60)이 더 부착된다. 이때, 차광필름은 통상의 투명 아크릴계의 접착제 등으로 부착되거나 또는 스크류 등과 같은 체결 방식에 의해 상기 상면커버부와 측면커버부에 부착되어도 무방하다.

또한, 차광필름은 상면커버부나 측면커버부의 내측면 또는 외측면 어느 면에 부착되어도 무방하나 구역이 형성되는 내측면은 용접으로 인한 고온이 발생함에 따라 상면커버부나 측면커버부의 외측면으로 부착하는 것이 바람직하다.

그에 따라 커버부재의 구역 내에서 용접시 발생하는 강한 빛이 발생하더라도 작업자가 별도의 용접 마스크 또는 용접 안경 등을 쓰지 않고도 티그 용접기의 용접 과정을 정확하게 투시할 수 있는 편리한 조건을 가진다.

1 : 실드장치
10 : 커버부재 11 : 구역
12 : 상면커버부 14 : 측면커버부
20 : 결합부재 20A : 클립
20A' : 끼움홈 22 : 결합편
24 : 지지편 25 : 결합홈
30 : 주입관 32 : 고정부
34 : 연결부 40 : 설치공간부
45 : 테이프 50 : 기밀부재
52 : 삽입홈 60 : 차광필름
G : 가스공급관 W : 티그 용접기

Claims (10)

1. 티그 용접시 퍼징을 위한 실드장치로서,
   외부에서도 용접 과정을 투시할 수 있도록 투명재질이면서 복수 개로 분할 형성되고, 용접 대상물의 외측면을 에워싸도록 각 끝단이 맞닿아 내부에서 아르곤 가스에 의해 공기를 밀어 내는 퍼징과 함께 용접이 이루어질 수 있게 구역이 형성되도록 상면커버부와 측면커버부로 형성되는 복수의 커버부재;
   상기 복수의 커버부재인 상면커버부의 서로 접하는 부분을 결합 고정하는 각각의 결합부재; 및
   상기 하나의 측면커버부에 가스주입을 위해 상기 구역과 연결되도록 일측이 상기 측면커버부와 방향성에 구애 받지 않고 회전 가능하게 장착 고정되며 타측은 가스 공급관이 연결되는 주입관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 티그 용접용 실드장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 실드장치는 상기 측면커버부가 서로 접하는 한 부분에 티그 용접기를 설치하기 위해 형성되는 설치공간부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 티그 용접용 실드장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 커버부재는 적어도 두 개 이상 분할 형성되는 것을 특징으로 하는 티그 용접용 실드장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 상면커버부와 측면커버부의 용접 대상물과 접하는 각 끝단 부분에는 기밀을 위해 결합되는 각각의 기밀부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 티그 용접용 실드장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 기밀부재는 상면커버부와 측면커버부의 각 끝단에 끼워져 결합되는 것을 특징으로 하는 티그 용접용 실드장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 결합부재는 상,하로 형성되는 각각의 결합편, 상기 결합편 사이의 중간에 형성되는 지지편, 상기 지지편의 양측에 상면커버부의 각 끝단이 슬라이딩되어 결합되는 각각의 결합홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 티그 용접용 실드장치.
7. 제3항에 있어서,
   상기 결합부재는 상면커버부의 서로 접하는 부분으로 삽입되는 끼움홈이 형성된 클립으로 형성되는 것을 특징으로 하는 티그 용접용 실드장치.
8. 제3항에 있어서,
   상기 주입관은 일측이 측면커버부에 체결 고정되는 고정부, 타측은 상기 고정부와 일체로 연결되며 끝단으로 가스 공급관이 연결되는 연결부로 형성되는 것을 특징으로 하는 티그 용접용 실드장치.
9. 제3항에 있어서,
   상기 설치공간부로 설치된 티그 용접기와 측면커버 사이에는 밀폐를 위해 테이핑되는 테이프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 티그 용접용 실드장치.
10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상면커버부와 측면커버부에는 용접 과정을 투시하기 위한 차광필름이 더 부착되는 것을 특징으로 하는 티그 용접용 실드장치.
    

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