WO2019132615A1 - 시트백 프레임 레이저 용접용 지그 장치 - Google Patents

시트백 프레임 레이저 용접용 지그 장치 Download PDF

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WO2019132615A1
WO2019132615A1 PCT/KR2018/016914 KR2018016914W WO2019132615A1 WO 2019132615 A1 WO2019132615 A1 WO 2019132615A1 KR 2018016914 W KR2018016914 W KR 2018016914W WO 2019132615 A1 WO2019132615 A1 WO 2019132615A1
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welded
welding
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이기성
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주식회사 디에스시동탄
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Definitions

  • the technique disclosed in this document relates to a jig device used for fixing a workpiece to be welded during welding.
  • Hatchbacks and SUVs Sport Utility Vehicle
  • Hatchbacks and SUVs that do not distinguish between a room and a trunk among various types of vehicles are configured such that the seat closest to the trunk can be folded in the direction of the driver's seat.
  • the aforementioned sheet is often called a " folding seat ".
  • the seat back frame corresponding to the portion supporting the waist and the back of the user in the folding seat can be constituted by the frame portion and the panel portion.
  • FIG. 1 is an example of a shape of a seat back frame composed of a frame portion F1 to which general steel is applied and a panel portion P1 to which general steel is applied.
  • the frame portion (F1) and the panel section shown in Figure 1 (P1) is at the time of welding by a spot welding or the CO 2 welding, there is cross-coupled, the frame portion (F1) and the panel portion (P1), shown in Figure 2
  • the jig device 1 having the seating units 10 capable of placing the frame part F1 and the holding units 20 capable of holding the edge of the panel part P1 is additionally provided .
  • FIG 3 shows an example of the shape of a seat back frame composed of a frame portion F2 to which high tensile strength steel is applied and a panel portion P2 to which high tensile strength steel is applied.
  • the frame portion F2 to which the high tensile strength steel shown in FIG. 3 is applied and the panel portion P2 to which the high tensile steel is applied can not be bonded using spot welding or CO 2 welding.
  • the seat back frame is characterized by a considerably large number of welding points.
  • the panel portion P2 to which the high tensile strength steel is applied and the panel portion P2 to which the high tensile steel is applied are to be joined by laser welding, the panel portion P2 must be in close contact with the frame portion F2 as a whole.
  • the jig device 1 can not firmly adhere the panel portion P2 to which the high tensile strength steel is applied to the frame portion F2 to which the high tensile strength steel is applied. This is because a considerable amount of the grip unit 20 is required to rigidly adhere the panel portion P2 to which the high tensile strength steel is applied to the frame portion F2 to which the high tensile strength steel is applied. In the conventional jig device 1, This is because the number of the holding units 20 is limited.
  • Ultra high tensile steel Heat treated steel with a small amount of silicon and manganese added, which means high tensile strength (tensile strength of high tensile steel is 50kg / mm 2 ) higher than high tensile steel. High tensile strength is usually classified into tensile strength of 400 ⁇ 1000MPa and super high tensile strength of tensile strength of 1000MPa or more.
  • Patent Document 1 KR10-1514948 B1 (published on April 24, 2014)
  • Patent Document 2 KR10-1463702 B1 (Announcement 2014.11.20)
  • the present invention provides a welding jig device which is used for fixing a workpiece to be welded when laser welding is performed on a plurality of workpieces to be welded, and can easily regulate the gap between the workpieces of all the predetermined welding points.
  • a jig device includes: a base; A pedestal provided on an upper surface of the base for supporting a first workpiece and a second workpiece, A pressing plate provided with a welding hole and a plunger and disposed above the pedestal; And a clamp which is provided on the base and fixes the pressure plate when the first to-be-welded and the second to-be-welded pieces are pressed together by the pressure plate.
  • the apparatus may further include a sensor provided on the base and sensing whether the first workpiece and the second workpiece exist or not.
  • the apparatus may further include an elevating cylinder provided on the base for lifting the first to-be-welded and the second to-be-welded members.
  • one side of the pressure plate may be hinged to the base.
  • the gap between the workpieces of all the predetermined welding points can be easily regulated by using the jig apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 1 is an example of a shape of a seat back frame composed of a frame portion F1 to which general steel is applied and a panel portion P1 to which general steel is applied.
  • FIG. 2 is a perspective view of a conventional jig device 1.
  • FIG 3 is an example of the shape of a seat back frame made up of a frame portion F2 to which high tensile strength steel is applied and a panel portion P2 to which high tensile strength steel is applied.
  • FIG. 4 is a perspective view of the jig apparatus 100 according to the embodiment.
  • FIG 5 is a side view of the jig apparatus 100 according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a view schematically showing the operation of the jig apparatus 100 according to the embodiment.
  • PA 1st workpiece
  • FA 2nd workpiece
  • P2 Panel part with high tensile steel
  • F2 Frame part to which high tensile steel is applied
  • the jig device 2 is configured such that when a plurality of workpieces to be welded (the first workpieces PA and the second workpieces FA) are to be joined together by laser welding, And is used for fixing.
  • the above-mentioned workpieces to be welded (the first workpieces PA and the second workpieces FA) may be high tensile strength or ultra high tensile strength steels.
  • the first workpieces PA may be panel parts of a seat back frame made of high tensile steel
  • the second workpieces FA may be frame parts of a seatback frame made of high tensile steel.
  • Fig. 4 is a perspective view of a jig apparatus 100 according to the embodiment
  • Fig. 5 is a side view of the jig apparatus 100 according to the embodiment.
  • an apparatus 100 includes a base 110, a pedestal 120, a platen 130, and a clamp 140.
  • the base 110 may be in the form of a plate having a predetermined area.
  • a base support 112 may be provided under the base 110.
  • the base support 112 functions to support the lower surface of the base 110 so that the base 110 can be mounted at an oblique angle on the upper surface of a work table (not shown).
  • the pedestal 120 is provided on the upper surface of the base 110.
  • the base 110 may be divided into a portion for supporting the first workpiece PA and a portion for supporting the second workpiece FA.
  • the shape of the base 110 may vary depending on the shapes of the first workpieces PA and the second workpieces FA and the first workpieces PA may be formed on the second workpieces FA, And supports the lower surface of the first workpiece PA and the second workpiece FA when they are stacked.
  • the platen 130 has one or more welding holes 132 and one or more plungers 134 and is disposed above the pedestal 120.
  • the pressurizing plate 130 includes a first workpiece PA and a second workpiece FA integrally formed in a state where the first workpiece PA and the second workpiece FA are placed on the pedestal 120, FA.
  • the welding hole 132 of the pressure plate 130 is a laser welding spot.
  • the plunger 134 may be a rod plunger, a ball plunger or the like and is disposed around the welding hole 132 so that the first workpiece PA and the second workpiece FA located immediately below the welding hole 132, So that the gap between the first workpiece W1 and the second workpiece W2 can be maintained within 0.2 mm.
  • the pedestal 120 and the pressure plate 130 may be configured to be replaceable depending on the shape of the workpieces (the first workpieces PA and the second workpieces FA).
  • the pressure plate 130 may be configured to be automatically opened and closed by the hydraulic cylinder 116 in a state where one side of the pressure plate 130 is hinged to the hinge 114 formed on the upper portion of the base 110.
  • the clamp 140 is provided on the base 110 and when the first workpiece PA and the second workpiece FA that are seated on the pedestal 120 are pressed by the platen 130, 130).
  • a plurality of clamps 140 may be provided and the clamps 140 may be arranged to face each other at a widthwise or longitudinal edge of the base 110 to fix both edges of the pressure plate 130 have.
  • the jig apparatus 100 may further include a sensor 150.
  • the sensor 150 is provided on the base 110 and detects the presence or absence of the first workpiece PA and the second workpiece FA.
  • the jig apparatus 100 may further include a lifting cylinder 160.
  • the lifting cylinder 160 is provided on the base 110 and functions to unload the first workpiece PA and the second workpiece FA.
  • FIG. 6 is a view schematically showing the operation of the jig apparatus 100 according to the embodiment.
  • the operation of the jig apparatus 100 according to the embodiment will be described when laser welding is performed on a plurality of workpieces (the first workpieces PA and the second workpieces FA).
  • a first workpiece PA and a second workpiece FA which are integrally formed on the pedestal 120, are seated.
  • the sensor 150 determines the presence or absence of the first workpiece PA and the second workpiece FA.
  • the clamping plate 140 fixes the pressure plate 130.
  • the pressure plate 130 is opened and the first workpiece PA and the second workpiece FA, united by the elevating cylinder 160, are unloaded do.
  • the sensor 150 again determines the presence or absence of the first workpiece PA and the second workpiece FA.
  • the jig device 100 when used for laser welding for a plurality of workpieces (the first workpiece PA and the second workpieces FA)
  • the gap between the workpieces to be welded (the first workpiece PA and the second workpieces FA) at the welded portion can be regulated within 2 mm.
  • the jig device 100 according to the embodiment described above can be variously modified by a person having ordinary skill in the art without departing from the technical idea of the invention.

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Abstract

본 문건은 복수 개의 피용접물을 대상으로 한 레이저 용접시, 피용접물들을 고정하는 용도로 사용되고, 미리 설정된 모든 용접 개소의 피용접물들 사이의 갭을 용이하게 규제할 수 있는 용접용 지그 장치를 개시한다. 실시예에 따른 지그 장치는, 베이스; 상기 베이스의 상면에 구비되고, 하나로 포개진 제1 피용접물과 제2 피용접물을 지지하는 받침대; 용접홀과 플런저를 구비하고, 상기 받침대의 상방에 배치되는 가압판; 및, 상기 베이스에 구비되고, 하나로 포개진 제1 피용접물과 제2 피용접물이 상기 가압판에 의해 가압된 상태일 때, 상기 가압판을 고정하는 클램프;를 포함한다.

Description

시트백 프레임 레이저 용접용 지그 장치
본 문건이 개시하는 기술은, 용접시 피용접물을 고정하는 용도로 사용되는 지그 장치와 관련된다.
다양한 차종 중 객실과 트렁크의 구분이 없는 해치백(Hatch Back) 및 SUV(Sport Utility Vehicle) 등은, 트렁크와 가장 가까운 시트가 운전석 방향으로 접혀질 수 있도록 구성된다. 전술한 시트는 흔히 '폴딩 시트(Folding Seat)'라 불린다.
계속해서, 폴딩 시트에서 사용자의 허리와 등을 지지하는 부분에 해당하는 시트백 프레임은 프레임부와 판넬부로 구성될 수 있다.
도 1은 일반강이 적용된 프레임부(F1)와 일반강이 적용된 판넬부(P1)로 구성된 시트백 프레임의 형상 예이다.
도 1에 도시된 프레임부(F1)와 판넬부(P1)는 스폿 용접 또는 CO2 용접을 통해, 상호 결합되는데, 프레임부(F1)와 판넬부(P1)의 용접시에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 프레임부(F1)를 안착시킬 수 있는 안착유닛(10)들과, 판넬부(P1)의 가장자리를 파지할 수 있는 파지유닛(20)들을 구비한 지그 장치(1)가 보조적으로 활용된다.
한편, 최근 자동차 제조사들은, 차량의 안전성 향상을 위해, 자동차 제조시, 일반강(판)의 사용 비율을 줄이고, 고장력강(판) 또는 초고장력강(판)의 사용 비율을 늘리고 있는 추세다.
계속해서, 도 3은 고장력강이 적용된 프레임부(F2)와, 고장력강이 적용된 판넬부(P2)로 구성된 시트백 프레임의 형상 예이다.
도 3에 도시된 고장력강이 적용된 프레임부(F2)와, 고장력강이 적용된 판넬부(P2)는 소재 특성상 스폿 용접 또는 CO2 용접을 이용하여 결합할 수 없고, 레이저 용접을 이용하여 결합하여야만 한다.
한편, 시트백 프레임은 용접 개소(Point)가 상당히 많은 특징이 있다.
또 한편, 레이저 용접시, 피용접물[판넬부(P2), 프레임부(F2)]들 사이의 갭(Gap)이 0.2mm 이상일 경우, 불량이 발생하기 쉽다.
그에 따라, 고장력강이 적용된 프레임부(F2)와, 고장력강이 적용된 판넬부(P2)를 레이저 용접으로 결합시킬 시, 판넬부(P2)가 전체적으로 프레임부(F2)에 밀착되어야만 하는데, 이때, 종래의 지그 장치(1)로는, 고장력강이 적용된 프레임부(F2)에 고장력강이 적용된 판넬부(P2)를 견고하게 밀착시킬 수 없는 문제점이 있다. 왜냐하면, 고장력강이 적용된 프레임부(F2)에 고장력강이 적용된 판넬부(P2)를 견고하게 밀착시키기 위해선, 상당량의 파지유닛(20)이 필요한데, 종래의 지그 장치(1)는 그 구조상, 구비할 수 있는 파지유닛(20)의 개수가 제한되기 때문이다.
* 초고장력강 : 규소, 망간 등을 소량 첨가한 강을 열처리한 것으로, 고장력강보다 항장력(고장력강의 항장력은 50kg/mm2 )이 높은 강재를 지칭함. 통상 인장강도 400 ~ 1000MPa 이내를 고장력강, 인장강도 1000MPa 이상을 초고장력강으로 분류함.
* 선행기술문헌
(특허문헌 1) KR10-1514948 B1 (2015.04.24. 공고)
(특허문헌 2) KR10-1463702 B1 (2014.11.20. 공고)
복수 개의 피용접물을 대상으로 한 레이저 용접시, 피용접물들을 고정하는 용도로 사용되고, 미리 설정된 모든 용접 개소의 피용접물들 사이의 갭을 용이하게 규제할 수 있는 용접용 지그 장치를 제공하는 것이다.
실시예에 따른 지그 장치는, 베이스; 상기 베이스의 상면에 구비되고, 하나로 포개진 제1 피용접물과 제2 피용접물을 지지하는 받침대; 용접홀과 플런저를 구비하고, 상기 받침대의 상방에 배치되는 가압판; 및, 상기 베이스에 구비되고, 하나로 포개진 제1 피용접물과 제2 피용접물이 상기 가압판에 의해 가압된 상태일 때, 상기 가압판을 고정하는 클램프;를 포함한다.
또한, 상기 베이스에 구비되고, 제1 피용접물과 제2 피용접물의 존재 유무를 감지하는 센서;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 베이스에 구비되어, 하나로 포개진 제1 피용접물과 제2 피용접물을 들어올리는 승강실린더;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 가압판의 일측은 상기 베이스에 힌지 결합된 것일 수 있다.
전술한 실시예는, 본 문건이 개시하는 기술의 일부 양태(Aspect)에 불과하며, 다른 양태나 특징들은 '발명의 실시하기 위한 구체적인 내용'에서 구체적으로 설명된다.
복수 개의 피용접물을 대상으로 한 레이저 용접시, 실시예에 따른 지그 장치를 이용하면, 미리 설정된 모든 용접 개소의 피용접물들 사이의 갭을 용이하게 규제할 수 있다.
도 1은 일반강이 적용된 프레임부(F1)와 일반강이 적용된 판넬부(P1)로 구성된 시트백 프레임의 형상 예이다.
도 2는 종래의 지그 장치(1)의 사시도이다.
도 3은 고장력강이 적용된 프레임부(F2)와, 고장력강이 적용된 판넬부(P2)로 구성된 시트백 프레임의 형상 예이다.
도 4는 실시예에 따른 지그 장치(100)의 사시도이다.
도 5는 실시예에 따른 지그 장치(100)의 측면도이다.
도 6은 실시예에 따른 지그 장치(100)의 작동을 개략적으로 나타내는 도면이다.
* 부호의 설명
100 : 지그 장치
110 : 베이스
112 : 베이스지지대
114 : 힌지
116 : 유압실린더
120 : 받침대
130 : 가압판
132 : 용접홀
134 : 플런저
140 : 클램프
150 : 센서
160 : 승강실린더
PA : 제1 피용접물 FA : 제2 피용접물
--
1 : 종래의 지그 장치
10 : 안착유닛
20 : 파지유닛
P1 : 일반강이 적용된 판넬부 F1 : 일반강이 적용된 프레임부
P2 : 고장력강이 적용된 판넬부 F2 : 고장력강이 적용된 프레임부
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 실시예에 따른 지그 장치(100)를 구체적으로 설명한다.
실시예에 따른 지그 장치(2)는 복수 개의 피용접물[제1 피용접물(PA), 제2 피용접물(FA)]을 레이저 용접을 이용하여, 상호 결합하고자 할 때, 2개의 피용접물을 거치 및 고정하는 용도로 사용된다. 전술한 피용접물[제1 피용접물(PA), 제2 피용접물(FA)]은 고장력강 또는 초고장력강일 수 있다.
하나의 예로, 제1 피용접물(PA)은 고장력강으로 제작된 시트백 프레임의 판넬부일 수 있고, 제2 피용접물(FA)는 고장력강으로 제작된 시트백 프레임의 프레임부일 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 지그 장치(100)의 사시도이고, 도 5는 실시예에 따른 지그 장치(100)의 측면도이다.
도 4 내지 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 장치(100)는 베이스(110), 받침대(120), 가압판(130) 및 클램프(140)를 포함한다.
베이스(110)는 소정 면적을 지닌 플레이트 형태일 수 있다. 베이스(110)의 하부에는 베이스지지대(112)가 구비될 수 있다. 베이스지지대(112)는 작업 테이블(미도시) 상면에 베이스(110)가 비스듬하게 거치될 수 있도록 베이스(110)의 하면을 지지하는 기능을 한다.
받침대(120)는 베이스(110)의 상면에 구비된다. 베이스(110)는 제1 피용접물(PA)을 지지하는 부분과, 제2 피용접물(FA)을 지지하는 부분으로 구분될 수 있다. 베이스(110)의 형태는, 제1 피용접물(PA)과, 제2 피용접물(FA)의 형상에 따라 달라질 수 있으며, 제2 피용접물(FA)의 상부에 제1 피용접물(PA)이 포개어 졌을 때, 하나로 포개진 제1 피용접물(PA)과 제2 피용접물(FA)의 하면을 지지하는 기능을 한다.
가압판(130)은 하나 이상의 용접홀(132)과 하나 이상의 플런저(134)를 구비하고, 받침대(120)의 상방에 배치된다. 가압판(130)은 하나로 포개진 제1 피용접물(PA)과 제2 피용접물(FA)이 받침대(120)에 안착된 상태에서, 하나로 포개진 제1 피용접물(PA)과 제2 피용접물(FA)의 상면을 가압하는 기능을 한다.
가압판(130)의 용접홀(132)은 레이저 용접 개소(Point)이다. 플런저(134)는 막대 플런저 및 볼 플런저 등일 수 있으며, 용접홀(132)의 주위에 배치되어, 용접홀(132) 직하방에 위치하는 제1 피용접물(PA)과 제2 피용접물(FA) 사이의 갭이 0.2mm 이내로 유지될 수 있도록, 제1 피용접물(PA)을 부분 가압하는 기능을 한다.
받침대(120)와 가압판(130)은 피용접물[제1 피용접물(PA), 제2 피용접물(FA)]의 형상에 따라 교체 가능하도록 구성될 수 있다.
또한, 가압판(130)은 일측이 베이스(110)의 상부에 형성된 힌지(114)에 힌지 결합된 상태에서, 유압실린더(116)에 의해 자동 개폐될 수 있도록 구성될 수 있다.
클램프(140)는 베이스(110)에 구비되어, 받침대(120)에 안착된 제1 피용접물(PA)과 제2 피용접물(FA)이 가압판(130)에 의해 가압된 상태일 때, 가압판(130)을 고정하는 기능을 한다.
한편, 클램프(140)는 복수 개가 구비되고, 복수 개의 클램프(140)는 베이스(110)의 폭 방향 또는 길이 방향 가장자리에 상호 마주하게 배치되어, 가압판(130)의 양쪽 가장자리를 고정하도록 구성될 수 있다.
추가로, 실시예에 따른 지그 장치(100)는 센서(150)를 더 포함할 수 있다. 센서(150)는 베이스(110)에 구비되고, 제1 피용접물(PA)과 제2 피용접물(FA)의 존재 유무를 감지하는 기능을 한다.
또한, 실시예에 따른 지그 장치(100)는 승강실린더(160)를 더 포함할 수 있다. 승강실린더(160)는 베이스(110)에 구비되어, 제1 피용접물(PA)과 제2 피용접물(FA)을 언로딩(Unloading)하는 기능을 한다.
도 6은 실시예에 따른 지그 장치(100)의 작동을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하여, 복수 개의 피용접물[제1 피용접물(PA), 제2 피용접물(FA)]을 대상으로 한 레이저 용접시, 실시예에 따른 지그 장치(100)의 작동을 설명한다.
먼저, 받침대(120)에 하나로 포개진 제1 피용접물(PA)과 제2 피용접물(FA)이 안착된다. 이때, 센서(150)는 제1 피용접물(PA)과 제2 피용접물(FA)의 존재 유무를 판별한다.
계속해서, 유압실린더(116)가 압축되면, 가압판(130)에 의해, 하나로 포개진 제1 피용접물(PA)과 제2 피용접물(FA)이 압축된다.
이어서, 클램프(140)에 의해, 가압판(130)이 고정된다.
*계속해서, 가압판(130)에 형성된 용접홀(132)을 통해 레이저 용접이 진행된다. 이때, 용접홀(132)의 주위에 위치한 플런저(134)들이 제1 피용접물(PA)을 부분 가압하기 때문에, 용접홀(132) 직 하방에 위치한 제1 피용접물(PA)과 제2 피용접물(FA)의 갭은 2mm 이내로 유지될 수 있다.
이어서, 모든 용접홀(132)에 용접이 완료되면, 가압판(130)이 열리고, 승강실린더(160)에 의해, 하나로 포개진 제1 피용접물(PA)과 제2 피용접물(FA)이 언로딩된다. 이때, 센서(150)는 다시 한번 제1 피용접물(PA)과 제2 피용접물(FA)의 존재 유무를 판별한다.
전술한 바와 같이, 복수 개의 피용접물[제1 피용접물(PA), 제2 피용접물(FA)]을 대상으로 한 레이저 용접시, 실시예에 따른 지그 장치(100)를 이용하면, 미리 설정된 모든 용접 개소의 피용접물[제1 피용접물(PA), 제2 피용접물(FA)]들 사이의 갭을 2mm 이내로 규제할 수 있다.
앞서 설명된 실시예에 따른 지그 장치(100)는, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여, 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형(응용)될 수 있을 것이다.
따라서, 본 문건이 개시하는 기술의 권리범위는 '발명의 설명' 및 '도면' 전반에 내포된 기술적 사상을 바탕으로 폭넓게 해석되어야 한다.

Claims (4)

  1. 베이스;
    상기 베이스의 상면에 구비되고, 하나로 포개진 제1 피용접물과 제2 피용접물을 지지하는 받침대;
    용접홀과 플런저를 구비하고, 상기 받침대의 상방에 배치되는 가압판; 및,
    상기 베이스에 구비되고, 하나로 포개진 제1 피용접물과 제2 피용접물이 상기 가압판에 의해 가압된 상태일 때, 상기 가압판을 고정하는 클램프;를 포함하는, 지그 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가압판의 일측은 상기 베이스에 힌지 결합된 것을 특징으로 하는, 지그 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베이스에 구비되고, 제1 피용접물과 제2 피용접물의 존재 유무를 감지하는 센서;를 더 포함하는, 지그 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 베이스에 구비되어, 하나로 포개진 제1 피용접물과 제2 피용접물을 들어올리는 승강실린더;를 더 포함하는, 지그 장치.
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