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1、- 45 -第三章 電焊機(jī)的修理第一節(jié) 交流弧焊機(jī)的結(jié)構(gòu)及接線圖31交流弧焊機(jī)的原理電路單相交流弧焊機(jī)優(yōu)點(diǎn):具有結(jié)構(gòu)簡單(沒有旋轉(zhuǎn)部分)、使用年限長、維護(hù)方便、效率高、節(jié)省電能和材料、焊接時不產(chǎn)生磁偏吹等優(yōu)點(diǎn),因此得到廣泛應(yīng)用。一、交流弧焊機(jī)的工作原理1、原理圖:圖31是交流弧焊機(jī)的原理電路圖。2、組成及作用: 變壓器T:作用是將電網(wǎng)電降到6070V的低壓,供安全操作用 電抗器L:作用是用來調(diào)節(jié)焊接電流同時限制焊接電流。3、工作原理及過程:當(dāng)焊條接觸工作物的瞬間,焊鉗與工件間的電壓由6070V急速下降到零,這時電源變壓器、焊鉗、工件和電抗器組成一閉合回路。當(dāng)焊條以均勻緩慢的速度離開工件約5mm

2、左右時,應(yīng)能起弧進(jìn)行焊接,這時焊鉗與工件間的電壓只有2030V。當(dāng)停止焊接時,電壓即回升到6070V。4、交流弧焊機(jī)的下降外特性:圖32所示二、常用交流弧焊機(jī)的結(jié)構(gòu)及其電路圖33 BXl系列磁分路動鐵式焊 接變壓器結(jié)構(gòu)示意圖目前國內(nèi)生產(chǎn)的交流弧焊機(jī)品種很多,其結(jié)構(gòu)多種多樣,但基本原理大致相同。下面著重介紹BXl、BX2和BX3(一)BXl系列交流弧焊機(jī)1、類別:為三鐵心柱的單相磁分路式降壓變壓器2、結(jié)構(gòu):如圖33所示,中間為可動鐵心,兩邊為固定鐵心,鐵心窗口特別高而寬,以增大變壓器的漏抗。一次側(cè)為筒形繞組裝在一個主鐵心柱上,二次繞組分成兩部分,一部分裝在一次繞組外面,另一部分兼作電抗線圈裝在另

3、一側(cè)固定鐵心柱上。3、原理:BXJ系列交流弧焊機(jī)電路接線如圖34。 空載時:由于無焊接電流通過,電抗線圈不產(chǎn)生電壓降,故形成較高的空載電壓,便于引弧。 焊接時:二次繞組有焊接電流通過,同時在鐵心內(nèi)產(chǎn)生磁通,該磁通經(jīng)過可動鐵心又回到二次繞組而構(gòu)成回路,該磁通稱為漏磁通,可動鐵心成為漏磁通的閉合回路。由于鐵心磁阻很小,因此漏磁通很大。因漏磁通在二次繞組內(nèi)感應(yīng)出一個反電動勢,所以二次電壓就下降。 短路時:二次電壓幾乎全部被反電勢抵消,這樣就限制了短路電流,獲得下降的外特性。4、焊接電流的調(diào)節(jié) 粗調(diào):更換二次側(cè)接線板的連接片的位置,改變二次繞組和電抗線圈的匝數(shù)達(dá)到目的。 細(xì)調(diào):轉(zhuǎn)動鐵芯的位置,即改變漏

4、磁分路的大小,當(dāng)可動鐵芯遠(yuǎn)離固定鐵芯時,漏磁減小,焊電流增加5、型號:BX1系列交流弧焊機(jī)有BX1-135;BX1-3306、特點(diǎn)及用途:體積小、重量輕、成本低、振動較小,小電流焊接時比較穩(wěn)定;特別適用于經(jīng)常移動的場所。圖3-5 BX2系列焊機(jī)結(jié)構(gòu)圖(二)BX2系列交流弧焊機(jī)1、類別:為同體組合電抗式焊接變壓器2、結(jié)構(gòu):如圖3-5,鐵芯形狀象個“日”字,有上下兩個窗口,“上囗”為電抗器鐵芯,“下囗”為變壓器鐵芯。電抗器的下軛和變壓器上軛為公用的磁路部分。一次繞組分成兩部分裝在主繞組外層。電抗線圈一半固定在“上囗”鐵芯上,另一半固定在“上囗”鐵芯動鐵軛上。3、原理: BX2500型焊機(jī)電路接線如

5、圖36所示。 空載時:由于無焊接電流通過,電抗線圈不產(chǎn)生電壓降,因此空載電壓基本上等于二次電壓,這就便于引弧。 焊接時:由于焊接電流通過電抗線圈產(chǎn)生電壓降,從而獲得下降特性。 短路時:由于有大的短路電流通過電抗線圈,產(chǎn)生了很大的電壓降,有使二次繞組的電壓接近于零,限制了短路電流。4、焊接電流的調(diào)節(jié)通過移動電抗鐵芯的上軛的可動部分以改變氣隙距離,從而改變漏抗的大小,使電流隨之改變,鐵心間隙增大,焊接電流增加,反之,則焊接電流減小。5、型號:BX2系列交流弧焊機(jī)有BX2500型、BX2700型、BX-1000型、BX22000型等。6、特點(diǎn)及用途:該類焊機(jī)容易振動,小電流焊接不穩(wěn)定,故只適用于大容

6、量。圖37 B)(3系列動圈式焊接 變壓器結(jié)構(gòu)示意圖(三)BX3系列交流弧焊機(jī)1、類別:為動圈式單相弧焊變壓器 2、結(jié)構(gòu):鐵芯采用口字形。一次繞組分成兩部分固定在兩鐵心柱的底部,二次繞組亦分成兩部分,裝在鐵心柱上非導(dǎo)磁材料做成的活動架上??山枋直D(zhuǎn)動螺桿,使二次繞組沿鐵心柱作上下移,如圖37所示。改變一次與二次兩繞組間的距離,可改變它們之間的漏抗大小,從而改變焊接電流。借助于一、二次繞組的漏磁作用而獲得焊機(jī)的下降特性。3、焊接電流的調(diào)節(jié): 粗調(diào):通過改變一次繞組的接法(串聯(lián)或并聯(lián))實(shí)現(xiàn)的。 細(xì)調(diào):依靠轉(zhuǎn)動手柄改變一、二次繞組間距離,從而改變漏抗大小來實(shí)現(xiàn)。距離越大,漏抗越大,焊機(jī)電流越小。4、

7、型號:有BX3-120、BX3-300、BX5005、特點(diǎn):振動很小,電流調(diào)節(jié)范圍大,小電流焊接的電弧穩(wěn)定,但鐵芯高,重心偏上,不利于搬運(yùn)。第二節(jié) 直流弧焊機(jī)的結(jié)構(gòu)及接線1、直流弧焊機(jī)與交流弧焊機(jī)相比較具有的優(yōu)點(diǎn):具有容易引燃(起弧)電弧穩(wěn)定、焊接質(zhì)量可靠、能焊接多種焊條,對于三相電網(wǎng)來說負(fù)載平衡,并可提高功率因數(shù)。2、分類 旋轉(zhuǎn)式直流弧焊機(jī):過去生產(chǎn)的直流弧焊機(jī),都采用三相異步電動機(jī)帶動同軸直流電焊發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu),即為旋轉(zhuǎn)式直流弧焊機(jī),因機(jī)組龐大價(jià)格昂貴、維修不便,從而限制了它的使用范圍。 整流式直流弧焊機(jī):硅整流元件的快速發(fā)展,使硅整流直流弧焊機(jī)得到很快的發(fā)展,從而逐步取代直流弧焊發(fā)電

8、機(jī)。 一、旋轉(zhuǎn)式直流弧焊機(jī)(一)AX一320型直流弧焊機(jī)1、類型:AX一320型直流弧焊機(jī)是目前使用較廣的一種焊機(jī),屬于裂極式類型。2、參數(shù):焊機(jī)空載電壓50-80V,工作電壓為30V。電流調(diào)節(jié)范圍是45320A。圖39 AX-320型直流弧焊機(jī)原理圖 a)結(jié)構(gòu)原理圖b)原理圖3、組成:由一臺三相異步電動機(jī)和一臺裂極式直流弧焊發(fā)電機(jī)組成,頂部裝有調(diào)節(jié)焊接電流的變阻器,機(jī)身下面裝有滾輪,前端有拉手柄,便于移動。側(cè)面有兩個接線柱,分別為正負(fù)極,可根據(jù)焊接需要的極性接線。4、結(jié)構(gòu): 四個磁極:不是交替分配的,而是兩個北極N1、N2和兩個南極S1、S2相鄰地分布著,其結(jié)構(gòu)原理見圖39a,所以它實(shí)質(zhì)上是

9、一臺兩極的直流發(fā)電機(jī)。N1、S1稱為主極,頸部開有缺口,鐵心截面狹窄,以使磁極易達(dá)飽和。N2、S2稱為交極,鐵心截面較大,且沒有缺口,其磁路不易飽和。 電刷a,b,c 及并勵繞組:在磁極幾何中心線上裝有主電刷a和b,在a和b電刷中間又裝有一個輔助電刷c,發(fā)電機(jī)有兩組并勵繞組接在a和c上,其中分布在四個極上的一組是不可調(diào)節(jié)的,另一組分布在兩個交極上,并在它的回路中串有一個可變電阻,用以調(diào)節(jié)勵磁電流,達(dá)到調(diào)節(jié)焊接電流的目的。其線路原理見圖39b。由于主極的飽和,故發(fā)電機(jī)在各種負(fù)載的情況下,電刷a、c問的電壓幾乎不變,因此并勵繞組如同接在一個恒壓的電源上。4、原理: 焊機(jī)的下降特性的獲得:是由于電樞

10、反應(yīng)的去磁作用而獲得的。所謂電樞反應(yīng),就是當(dāng)發(fā)電機(jī)的電樞有電流通過時,它所產(chǎn)生的磁通會起著削弱原來磁場的作用。 焊機(jī)的端電壓Uab:是由電刷a、c間與c、b間的電壓之和決定的,即 Uab=Uac+Ucb 空載時:發(fā)電機(jī)電樞中無焊接電流通過,不產(chǎn)生電樞反應(yīng),所以發(fā)電機(jī)空載電壓較高,便于引弧。 焊接時:發(fā)電機(jī)電樞中有電流通過,便產(chǎn)生電樞反應(yīng),它所產(chǎn)生的磁通和主磁通方向相同,而與交極磁通方向相反,將使交極磁通減少,主極磁通增加。但由于主極開有缺口,早已磁飽和,因此主磁通不能再增加,而只能使交極磁通減少,從而削弱了發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的總磁通,發(fā)電機(jī)感應(yīng)電動勢大大減少,使發(fā)電機(jī)的電壓下降到相當(dāng)于電弧穩(wěn)定燃燒的

11、電壓,獲得了焊機(jī)的下降特性。 在短路時:由于電樞反應(yīng)所產(chǎn)生的磁通急劇增加,它不但完全抵消了交極磁通,而且還形成與交極磁通相反的磁通,使Ucb改變方向,且接近Uac的數(shù)值,因此焊機(jī)的電壓Uab接近于零,限制了短路電流。5、電流調(diào)節(jié)的方法 細(xì)調(diào)節(jié):即調(diào)節(jié)在并勵繞組中的可變電阻,因它影響焊機(jī)的空載電壓,所以調(diào)節(jié)范圍受到限制。 粗調(diào)節(jié):它是通過移動電刷的位置來實(shí)現(xiàn)的,當(dāng)把電刷順著電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向移動時,電樞反應(yīng)增強(qiáng),電壓降低,電流減小。反之,逆電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向移動時,電流就增大。粗調(diào)節(jié)共有三擋位置:固定在機(jī)蓋上的三個凹槽中。第一擋位置電流最小,第三擋位置電流最大。(二)AXl500型直流弧焊機(jī)1、類型:AXl

12、500型直流弧焊機(jī)屬于差復(fù)勵式。2、參數(shù):焊機(jī)的空載電壓為6090V,工作電壓為40V,電流調(diào)節(jié)范圍為120600A。3、組成:AXl500型直流弧焊機(jī)由一臺三相異步電動機(jī)和一臺差復(fù)勵式直流弧焊發(fā)電機(jī)組成。4、結(jié)構(gòu):圖310 Axl500型直流弧焊機(jī)原理圖 四個主磁極:該發(fā)電機(jī)與AX一320型的有所不同。它的四個主磁極的極性是互相交替的,磁極鐵心截面處有狹頸,磁極極掌中部順軸向有凹槽,以減少輔助電刷的火花,電刷不能移動。 四個換向極:為了改善換向情況,設(shè)有四個換向極。 兩組勵磁繞組:發(fā)電機(jī)有兩組勵磁繞組,即并勵和串勵繞組。并勵繞組分布在全部的四個主磁極上,它的電流是自勵的,由一個輔助電刷c和一

13、個主電刷a供電。所產(chǎn)生的磁通是不隨焊接電流大小而變化的。 去磁繞組:在兩個主磁極上還接有串聯(lián)去磁繞組,并有抽頭串勵繞組所產(chǎn)生的磁通與主磁通方向相反。 兩個電刷:一個輔助電刷c和一個主電刷a。5、原理: 下降特性的獲得:AXl500型直流弧焊機(jī)的下降特性是借串聯(lián)去磁繞組的去磁作用,以及電樞反應(yīng)的去磁作用而獲得的。AXl500型直流弧焊機(jī)的原理,見圖310。 空載時:利用剩磁進(jìn)行自勵,并勵繞組兩端的電壓為兩個工作電刷之間電壓的一半,發(fā)電機(jī)空載電壓上升,使等于,此時發(fā)電機(jī)不產(chǎn)生電樞反應(yīng),沒有去磁作用,因而獲得較高的保持恒定的空載電壓,便于引弧。 焊接時:發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生三種磁通:并勵磁通、串勵磁通和電樞

14、反應(yīng)磁通。AXl500型直流弧焊機(jī)磁通分布示意圖。見圖3一11。由圖中可看出N極的左邊和S極的右邊,與磁通方向相反,并隨焊接電流的變化而改變,但兩者基本上抵消,因此在電刷a與c之間產(chǎn)生的電壓是由并勵磁通來決定的。由于此電壓不隨焊接電流的變化而改變,所以用來自勵并勵繞組。再看N極的右邊和S極的左邊,和都起著去磁作用,隨著焊接電流的增加,和的去磁作用不斷增強(qiáng),減小,焊機(jī)的電壓隨之降低,從而獲得了陡降的外特性。圖311 Axl一500型直流弧焊 機(jī)磁通分布示意圖 短路時:由于與急劇的增加,因此使變得很小,甚至使,焊機(jī)電壓接近于零,從而限制了短路電流。6、電流調(diào)節(jié)方法: 粗調(diào):是改變串勵去磁繞組的匝數(shù)

15、。在接線板上有三個接線柱,一個為“一”極,另兩個為“+”極。中間一個“+”極接線柱連接六匝去磁繞組,焊接電流可在300A以下調(diào)節(jié),另一個“+”極接線柱連接四匝去磁繞組,焊接電流可在300A以上調(diào)節(jié)。 細(xì)調(diào):是利用變阻器改變并勵繞組的電流大小。(三)AX33002型直流弧焊發(fā)電機(jī)1、結(jié)構(gòu): 四個主極和四個換向極: 主極與一般直流發(fā)電機(jī)不同,它的勵磁極靴兩邊不對稱,其中一邊較突出,另一邊則削短,具有傾斜而非均勻的空氣隙。 換向極鐵心亦較寬,起磁分路的作用。 繞組: 在三個主磁極上繞有并勵繞組,在余下的一個主磁極上則繞有他勵繞組,另外在四個主磁極上都繞有串勵繞組,如圖312a所示。2、串勵繞組接成:

16、加復(fù)勵。當(dāng)負(fù)載增大時,串勵繞組的作用:是使主磁極迅速飽和,主磁極的部分磁通成為漏磁經(jīng)過換向極的前極尖(突出的極靴)、磁軛而回到主極。3、他勵繞組的供電:由三相異步電動機(jī)定子的一相繞組抽頭經(jīng)硒整流器供電。4、陡降的外特性獲得:發(fā)電機(jī)負(fù)載越大,漏磁就越多,因此通過主極與電樞的磁通大大減少,而獲得陡降的外特性。5、弧焊機(jī)的原理如圖312b所示。6、電流調(diào)節(jié): 粗調(diào)節(jié):分為兩擋,它是用有“大”、“小”記號的單擲開關(guān),把并勵和他勵繞組電路中的附加電阻接入或短路來實(shí)現(xiàn)的。 細(xì)調(diào)節(jié):則是用移動電刷位置來均勻調(diào)節(jié)的。AX33002型直流弧焊機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)見表34。二、ZXG系列整流式直流弧焊機(jī)1、ZXG系列整流

17、式直流弧焊機(jī)是一種將交流電經(jīng)過二極管整流變成直流電的一種弧焊機(jī)。一般都采用硅二極管整流,故又稱為硅整流弧焊機(jī)。2、它與旋轉(zhuǎn)式直流弧焊機(jī)比較:具有體積小、效率高、工作可靠、使用年限長、維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)。3、ZXG系列弧焊機(jī)用途:除用作手工操作電弧焊之外,還可作為鎢極氬弧焊電源,其中ZXG一500型焊機(jī)除上述用途外,還可作自動或半自動埋弧焊電源及碳弧切割電源。4、ZXG系列弧焊機(jī)的電路接線圖及組成接線圖如圖313。它由下列各部分組成。(1) 三相變壓器T;用以降低電源電壓。(2)內(nèi)反饋三相磁放大器(簡稱磁放大器):磁放大器是焊機(jī)的主要部件,它由六只飽和電抗器(放大元件)與六只硅整流器串聯(lián)組成內(nèi)反饋的

18、三相橋式整流電路。磁放大器的作用是:將交流電變?yōu)橹绷麟姡@得陡降的外特性。焊接電流的調(diào)節(jié):依靠調(diào)節(jié)R10,以改變電流的大小。 自飽和電抗器:它由三只鐵心組成,每只鐵心上裝有交流繞組,如圖314所示。每只鐵心兩旁的鐵心柱上的兩部分交流繞組串聯(lián)起來,使該相內(nèi)反饋電流(指整流后的直流分量)產(chǎn)生的磁通與直流控制繞組產(chǎn)生的磁通相疊加。直流控制繞組裝在中間鐵心上,為六元件所共用,內(nèi)反饋(指整流后的交流分量)的電流所產(chǎn)生的交流磁通在共用的控制繞組中所感生的電動勢總和為零。自飽和電抗器的鐵心采用冷軋硅鋼片,故鐵心切忌敲打震動,以免磁性能變壞。硅整流器組:由六只硅整流元件組成,并分別與六個放大元件串聯(lián)后,接成

19、三相橋式全波整流電路。由于焊機(jī)經(jīng)常處于空載一負(fù)載一短路的相互交替工作狀態(tài),它將產(chǎn)生很高的瞬時過電壓及過電流的沖擊,因此,硅整流元件應(yīng)有過電壓保護(hù)及良好的通風(fēng)冷卻。在硅整流元件側(cè)及輸出端并聯(lián)適當(dāng)?shù)淖枞菰鬟^電壓抑制保護(hù),并采用風(fēng)壓開關(guān)SP,保證整流元件在不小于5ms風(fēng)速的冷卻條件下工作。(3)輸出電抗器:輸出電抗器串接在焊接回路內(nèi)作濾波用。它除使整流后的直流電更平直外,還可減少金屬飛濺,使電弧穩(wěn)定。(4)鐵磁諧振式穩(wěn)壓器:為了減少電網(wǎng)電壓的波動對焊接電流的影響,磁放大器的控制繞組的電源采用鐵磁諧振式穩(wěn)壓器TS,它輸出25V交流電壓,經(jīng)單相橋式整流后供給控制繞組,作直流勵磁用。(5)通風(fēng)機(jī)組:焊

20、機(jī)各部件的安裝,應(yīng)適合不同的冷卻要求。風(fēng)路:風(fēng)由下部和兩側(cè)面板上的進(jìn)風(fēng)窗口進(jìn)入焊機(jī),經(jīng)過輸出電抗器、飽和電抗器、三相變壓器后、冷卻硅整流器組,最后由背面的面板中部排風(fēng)窗口排出。特別是硅整流器組應(yīng)安置在出風(fēng)口處,確保被安裝在前面的通風(fēng)機(jī)所冷卻。在出風(fēng)口處裝有一只風(fēng)壓開關(guān)SP,它由一只微動開關(guān)及具有杠桿機(jī)構(gòu)的葉片組成。當(dāng)風(fēng)扇鼓風(fēng)時,葉片受風(fēng)的壓力而吹開,使杠桿機(jī)構(gòu)動作,從而觸動微動開關(guān),接通電路,于是磁放大器開始工作,輸出一定直流電壓即可開始焊接工作。當(dāng)風(fēng)扇停止鼓風(fēng)時,風(fēng)壓消失,葉片復(fù)位,由于微動開關(guān)的復(fù)位使電路斷開,即整個焊機(jī)停電。必須注意,嚴(yán)禁在不通風(fēng)情況下進(jìn)行焊接,以確保硅整流元件及其他電器

21、部件的安全。ZXG系列整流式直流弧焊機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)見表35。第三節(jié) 電焊機(jī)的修理與維護(hù)保養(yǎng)一、交流弧焊機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)(一)使用注意事項(xiàng)1、使用前必須檢查一次繞組的額定電壓是否和電源電壓相符,并檢查接線端子板上的接線是否正確,對于外接電抗器還應(yīng)檢查焊接變壓器與電抗器的接線是否正確。如果是第一次投入運(yùn)行或長期停用后的交流弧焊機(jī),則應(yīng)用500V的兆歐表測量各繞組對鐵心和繞組間的絕緣電阻,不應(yīng)低于05M。2、交流弧焊機(jī)一次側(cè)、二次側(cè)的接線板上的螺母、銅接線片和導(dǎo)線的接觸必須是緊密可靠,如果接觸不好,會使螺栓、螺母和連接片燒壞。因此在運(yùn)行一個時期以后應(yīng)用細(xì)砂布將各接觸面的氧化層擦凈,再將螺栓緊固。3、一次側(cè)

22、到電源的接線:可用BXR型橡膠絕緣銅芯軟電線,焊接用電纜:可用YYH型橡套銅心軟電纜。4、用電動機(jī)傳動通風(fēng)機(jī)或電抗器動鐵心的交流弧焊機(jī),在第一次接通電動機(jī)電源時,必須注意電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向是否正確。焊機(jī)在工作時,通風(fēng)機(jī)不應(yīng)停止,以免焊機(jī)過熱燒壞。5、交流弧焊機(jī)不可過載,以免繞組過熱燒壞。在室外運(yùn)行時,應(yīng)避免雨水滲入。(二)交流弧焊機(jī)的常見故障及排除方法見表36。 表36交流弧焊機(jī)的常見故障及排除方法二、旋轉(zhuǎn)式直流弧焊機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)(一)使用注意事項(xiàng)1、旋轉(zhuǎn)式直流弧焊機(jī)的電氣和機(jī)械旋轉(zhuǎn)部分較為復(fù)雜,應(yīng)根據(jù)說明書的要求對焊機(jī)進(jìn)行定期的維護(hù)保養(yǎng)。2、新焊機(jī)或長期停用的焊機(jī)在第一次起動前,必須檢查發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的接線是否正確可靠,并用500V的兆歐表測量各繞組對機(jī)殼及相互間的絕緣電阻,應(yīng)不低于05MQ。3、焊機(jī)在接電源前應(yīng)先檢查電源電壓是否與電動機(jī)額定電壓相符。接通電源后第一次起動,必須檢查電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向是否與規(guī)定方向相符。焊接發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向,如從換向器端觀察,應(yīng)為逆時針方向旋轉(zhuǎn)。否則發(fā)電機(jī)將被去磁,且可能使電刷破損。4、焊機(jī)的表面及內(nèi)部繞組和定、轉(zhuǎn)子間隙中應(yīng)經(jīng)常保持清潔,可用四氯化碳和汽油混合物擦洗繞組和換向器上的油漬等污物。5、

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