18년 2회차

질화는 표면을 경화시키는 화학적 표면처리법이며, 풀림의 한 종류가 아니다.

풀림(annealing)은 재료 내부의 응력을 제거하거나 조직을 균일화하기 위해 가열 후 서서히 냉각하는 열처리로, 완전풀림·항온풀림·구상화풀림 등이 이에 속한다.

반면 질화는 표면에 질소를 침투시켜 경도를 높이는 표면경화법이므로 풀림의 종류에 포함되지 않는다.

Fe-C 평형상태도에는 공정·공석·포정 반응은 존재하지만 편정 반응은 나타나지 않는다.

편정 반응은 액상이 냉각되면서 다른 조성의 액상과 고상으로 동시에 분리되는 반응으로, 구리-납계 등 일부 합금계에서 나타나며 철-탄소계에는 해당하지 않는다.

철-탄소 평형상태도에서는 액상에서 오스테나이트와 시멘타이트가 동시에 정출되는 공정 반응, 오스테나이트가 페라이트와 시멘타이트로 분해되는 공석 반응, 델타철과 액상이 반응해 오스테나이트가 생성되는 포정 반응이 나타난다.

망간(Mn)은 강의 담금질 효과를 높이고 고온에서 결정립이 커지는 것을 억제하는 원소이다.

망간은 황과 결합해 MnS를 형성함으로써 적열취성을 방지하는 동시에, 강의 담금질성(경화능)을 크게 향상시켜 열처리 효과를 높인다.

또한 고온에서 결정립 조대화를 억제하는 작용도 하므로, 담금질 효과 증대와 결정립 성장 억제라는 두 가지 특성을 함께 만족하는 원소로 망간이 꼽힌다.

γ고용체는 오스테나이트 조직이고 α고용체는 페라이트 조직이다.

철은 온도에 따라 결정구조가 달라지는데, 고온에서 안정한 면심입방(FCC) 구조의 γ철에 탄소가 고용된 것이 오스테나이트이고, 상온에서 안정한 체심입방(BCC) 구조의 α철에 탄소가 소량 고용된 것이 페라이트이다.

마르텐사이트계 스테인리스강은 지연균열 감수성이 높아 예열 없이 용접하면 균열이 발생하기 쉬우므로, 200~400℃ 범위로 예열한 후 용접한다.

예열은 용접부의 냉각속도를 늦춰 경한 마르텐사이트 조직이 급격히 생성되는 것을 완화하고, 확산성 수소가 빠져나갈 시간을 확보해 지연균열 위험을 줄이는 역할을 한다.

탄소 함유량이 0.025~0.8% 범위인 강을 아공석강이라 한다.

철-탄소 평형상태도에서 공석점(약 0.8%C)보다 탄소량이 적은 강을 아공석강, 공석점과 같으면 공석강, 그보다 많으면 과공석강이라 부른다.

강의 5대 원소는 탄소(C)·규소(Si)·망간(Mn)·인(P)·황(S)이며, 크롬(Cr)은 여기에 포함되지 않는다.

크롬은 내식성과 내마모성을 높이기 위해 첨가하는 대표적인 합금원소이지만, 모든 강에 기본적으로 함유되는 5대 원소에는 속하지 않는다.

비드 밑 균열은 담금질 경화성이 큰(강한) 재료를 용접했을 때 발생하기 쉬우므로, 경화성이 약한 재료에서 발생하기 쉽다는 설명은 옳지 않다.

경화성이 큰 재료는 급랭 시 오스테나이트가 마르텐사이트로 변태하면서 조직이 취약해지고, 용착금속 속의 확산성 수소가 여기에 집중되어 균열을 유발한다.

• 주로 200℃ 이하의 저온에서 발생한다는 설명은 비드 밑 균열의 특징으로 옳다.
• 확산성 수소에 의해 발생한다는 설명도 옳은 원인이다.
• 오스테나이트-마르텐사이트 변태 과정에서 발생한다는 설명도 옳다.

주철 용접에서 예열을 하면 냉각속도가 느려져 열영향부의 경도는 오히려 낮아진다.

예열은 급랭으로 인한 백주철화와 경화를 막아 균열 위험을 줄이는 것이 목적이므로, 경도가 증가한다는 설명은 예열 효과와 반대된다.

• 변형을 줄이는 효과는 예열의 정상적인 이점이다.
• 이종재료를 용접할 때 온도 기울기를 줄여주는 것도 예열의 정상적인 이점이다.
• 사용 중이던 주물 표면의 탄수화물 오염을 저감하는 것 역시 예열의 정상적인 이점이다.

탈황을 촉진하려면 슬래그의 염기도가 높아야 하며, 염기도가 낮아야 한다는 설명은 옳지 않다.

염기성 슬래그는 황을 흡수해 슬래그 쪽으로 옮기는 반응을 촉진하므로 탈황에 유리하다.

• 고온일수록 탈황 반응 속도가 빨라지므로 옳은 조건이다.
• 슬래그 유동성이 좋아야 황과의 반응 및 배출이 원활해지므로 옳은 조건이다.
• 슬래그 중 산화철분 함유량이 낮아야 환원성 분위기가 유지되어 탈황에 유리하므로 옳은 조건이다.

해칭은 도면에서 물체를 절단하여 그 단면을 나타낼 때, 절단된 부분을 표시하기 위해 사용한다.

움직이는 부분이나 회전체, 또는 보이는 부분을 나타낼 때는 해칭을 사용하지 않으며, 해칭은 어디까지나 단면도의 절단면임을 구분하기 위한 표시법이다.

도면의 중심 마크는 임의의 위치가 아니라 도면을 복사하거나 마이크로필름화할 때 위치를 잡기 쉽도록 도면 윤곽선의 상하좌우 중앙에 정해진 위치로 표시한다.

따라서 사용하기 편리한 임의의 위치에 설치한다는 설명은 옳지 않다.

• 척도를 표제란에 기입하는 것은 도면 양식의 올바른 규정이다.
• 복사한 도면을 A4 크기로 접는 것도 올바른 규정이다.
• 도면 크기에 따라 굵기 0.5mm 이상의 실선으로 윤곽선을 그리는 것도 올바른 규정이다.

곧은 수직선 하나에 사선 하나만 붙어 한쪽 모재에만 경사면(베벨)을 낸 개선을 나타내므로 일면 개선형 맞대기 용접 기호다.

그림의 기호는 왼쪽의 수직선과, 그 아래 끝에서 오른쪽 위로 올라가는 사선으로 이루어져 있다. 수직선은 가공하지 않은 직각 단면의 모재를, 사선은 반대쪽 모재에만 낸 개선각을 뜻한다.

혼동하기 쉬운 기호와의 구분은 다음과 같다.

• 필릿 용접 — 수직선과 사선에 밑변까지 갖춘 직각삼각형 모양이다
• V형 맞대기 용접 — 사선 두 개가 아래에서 만나는 V자 모양으로, 양쪽 모재를 모두 경사지게 깎는다(개선각이 급격한 경우는 이 V자가 좁고 가파르게 그려진다)
• 가장자리 용접 — 나란한 두 개의 수직선으로 나타내며 사선이 없다

도형 안의 특정 부분이 평면임을 나타낼 때는 그 부분에 가는 실선으로 대각선을 그어 표시한다.

그림은 원통 축의 일부를 깎아 낸 형상으로, 깎인 구간에 대응하는 직사각형 안에 두 개의 대각선을 X자로 가는 실선으로 그어 그 면이 곡면이 아닌 평면임을 알리고 있다.

이 대각선은 치수나 형상을 나타내는 선이 아니라 평면임을 알려 주는 표시이므로, 숨은선(파선)이나 1점·2점 쇄선으로 그리지 않는다.

참고치수는 원이 아니라 치수 수치를 괄호( ) 안에 넣어 표시하며, 이는 계산상 참고용일 뿐 검사 대상이 아님을 나타내기 위함이다.

따라서 원을 먼저 그린 후 그 안에 치수를 넣는다는 설명은 옳지 않다.

• 치수를 주 투상도에 집중해서 기입하는 것은 도면을 보기 쉽게 하는 올바른 원칙이다.
• 계산이 필요 없도록 치수를 기입하는 것도 올바른 원칙이다.
• 공정마다 배열을 분리해 치수를 기입하는 것도 올바른 원칙이다.

①이 가리키는 선은 부품에서 보이는 윤곽을 나타내는 굵은 실선, 즉 외형선이다.

도면에서 ①의 지시선은 부품 위쪽 바깥 테두리를 이루는 굵은 실선에 닿아 있다. 외형선은 대상물에서 눈에 보이는 부분의 형상을 나타내는 선으로, 도면에 쓰이는 선 중 가장 굵게 그린다.

나머지 선과의 구분은 다음과 같다.

• 절단선 — 단면을 어디서 잘랐는지 나타내며, 도면 위아래의 A 화살표와 이어진 가는 1점 쇄선으로 끝부분과 꺾인 곳만 굵게 그린다
• 해칭선 — 잘라 낸 단면 안쪽을 가는 실선으로 등간격 빗금 쳐 채우는 선이다
• 치수 보조선 — 치수를 기입할 위치를 도형에서 끌어낸 가는 실선으로, 형상 자체를 나타내지 않는다

사각형(밑변이 기준선에 놓인 ⊓ 모양) 안에 M 한 글자만 들어 있는 기호가 영구적인 이면 판재(백킹)를 사용한다는 뜻이다.

이면 판재 기호는 사각형으로 그리고 그 안의 문자로 판재를 어떻게 처리하는지 구분한다. M은 용접이 끝난 뒤에도 떼어내지 않고 그대로 남기는 영구 판재, MR은 용접 후 제거하는 판재를 뜻한다.

• 같은 사각형 안에 MR이 적힌 기호는 제거 가능한 이면 판재이므로 영구용이 아니다.
• 기준선과 나란한 굵은 직선 하나만 그려진 기호는 용접부 표면을 평면(플러시)으로 다듬으라는 마감 기호다.
• 세로선 양쪽에 오목한 곡선이 붙은 기호는 용접부 지단(토우)을 매끄럽게 다듬으라는 마무리 기호다.

KS 재료기호 SPLT 390은 저온 배관용 탄소 강관을 의미한다.

앞의 S는 강(Steel), P는 관(Pipe)을 뜻하고, 이어지는 LT는 저온용(Low Temperature)을 나타낸다. 뒤의 숫자 390은 최소 인장강도($390\ \mathrm{N/mm^2}$)를 뜻한다.

저온에서도 취성 파괴가 일어나지 않도록 인성을 확보한 강관이어서, 액화가스 배관처럼 낮은 온도에서 쓰이는 배관에 사용된다.

치수 2×100(200)에서 100은 용접부 한 곳의 길이이고 괄호 안의 200은 인접한 용접부 사이의 거리이므로, 도면이 지시하는 용접 길이를 200mm로 읽는 것은 잘못이다.

단속 필릿 용접의 치수는 n×ℓ(e) 순서로 적는다. 그림은 n=2, ℓ=100mm, e=200mm이니 100mm짜리 필릿 용접 2군데를 200mm 간격을 두고 배치하라는 지시가 된다.

앞에 붙은 a9는 목두께가 9mm라는 뜻이며(다리길이를 지시할 때는 z를 쓴다), 필릿 기호가 점선인 식별선이 아니라 실선 쪽에 붙어 있으므로 화살표 쪽 용접이다. 개수·목두께·용접 위치에 관한 설명은 모두 도면과 맞는다.

표제란은 도면 관리에 필요한 사항과 도면 내용에 관한 중요 사항을 정리하여 기입하는 곳이다.

표제란에는 도면 번호, 도면 명칭, 척도, 투상법, 작성자, 작성일 등 도면을 관리하고 식별하는 데 필요한 정보가 담긴다.

라미네이션 균열은 압연 과정에서 강판의 판면과 나란하게 층상으로 생기는 결함이어서, 판 두께 방향으로 투과하는 방사선이 지나는 경로 길이를 거의 바꾸지 못해 검출이 가장 곤란하다.

기공·용입불량·슬래그 섞임은 방사선의 투과경로에서 국소적인 두께 변화를 만들어 필름에 뚜렷한 농도 차이로 나타나므로 비교적 검출이 쉽다.

반면 라미네이션처럼 결함면이 방사선의 진행 방향과 거의 직각으로 놓이는 층상 결함은 투과선의 감쇠 차이를 만들지 못해 필름에 상이 거의 나타나지 않으며, 이런 결함은 초음파 탐상시험으로 검출하는 것이 효과적이다.

제시된 금속 중에서는 18-8 스테인리스강의 열전도율이 가장 낮다.

스테인리스강은 크롬과 니켈 등 합금원소로 인해 결정격자의 전자 이동이 방해받아 순금속인 구리·알루미늄은 물론 연강보다도 열전도율이 훨씬 낮다.

아크 스트라이크는 용접 이음의 용융부 밖에서 아크를 발생시켰을 때 아크열로 모재 표면에 생기는 국부적 손상을 말한다.

이 부위는 급격히 가열·냉각되어 경화된 조직이 남고 미세한 균열의 시발점이 될 수 있어, 발생하지 않도록 아크 발생 위치에 주의해야 한다.

화살표 지시선과 기준선이 만나는 꺾인 점에 깃발이 세워져 있으므로 현장 용접을 지시하는 기호다.

이 기호는 기준선의 꺾인 자리에 깃대를 세우고 삼각 깃발을 달아 나타내며, 공장에서 미리 붙이는 것이 아니라 설치 현장에서 용접하라는 표시다.

• 일주(온둘레) 용접은 깃발이 아니라 화살표와 기준선이 만나는 점에 작은 원을 그려 나타낸다.
• 점 용접과 심 용접은 기준선 위에 각각 원, 가운데 선이 들어간 사각형 모양의 기본 기호로 표시하는데 그림에는 그런 기본 기호 자체가 없다.

표면 비드를 모재와 같은 높이로 다듬는 가장 큰 목적은 응력 집중을 줄이는 것이다.

비드가 볼록하게 남아 있으면 형상 급변부에 응력이 몰려 피로균열 등의 기점이 되기 쉬우므로, 그라인더로 매끄럽게 다듬어 형상을 완만하게 만들면 응력이 고르게 분산된다.

용접제품에 소성변형을 가해 잔류응력을 완화하는 방법을 기계적 응력완화법이라 한다.

노내 풀림법이나 국부 풀림법은 열처리로 응력을 제거하는 방법이고, 저온 응력완화법도 가열을 이용하지만, 기계적 응력완화법은 하중을 가해 재료를 소성변형시켜 잔류응력을 낮추는 방식이라는 점에서 구별된다.

모재 뒤편을 판이나 형강으로 강하게 받쳐 구속함으로써 변형을 억제하는 것은 스트롱 백(strong back)이다.

용접 변형 방지법 가운데 구속법에 해당하며, 이음부 뒷면에 덧대는 보강재가 모재를 붙잡아 각변형이나 굽힘 변형이 생기지 않게 한다. 다만 구속이 강한 만큼 잔류응력은 커지는 단점이 있다.

• 포지셔너는 모재를 회전·경사시켜 아래보기 자세로 용접할 수 있게 해 주는 장치다.
• 회전 지그는 원통형 제품을 돌려 주는 장치이고, 매니퓰레이터는 용접 헤드를 원하는 위치로 이송·지지하는 장치여서 변형 구속과는 목적이 다르다.

충격 시험은 시험편을 파괴해 인성을 평가하는 파괴검사이므로 비파괴검사에 해당하지 않는다.

누설시험·침투탐상법·초음파탐상법은 모두 제품을 손상시키지 않고 결함 유무를 확인하는 비파괴검사 기법이다.

잔류응력의 정성적 측정법에는 자기적 방법이 속한다.

자기적 방법은 응력에 따른 자기적 성질 변화를 이용해 응력 분포의 상대적 경향을 파악하는 방법으로, 절대적인 응력 크기를 정확히 산출하기보다는 개략적인 유무나 분포 경향을 보는 정성적 성격이 강하다.

반면 X선법·충격이완법·광탄성에 의한 방법은 변형량이나 회절각 등을 측정해 응력 크기를 수치로 산출하는 정량적 방법에 속한다.

용착효율은 사용한 용접봉 중량 대비 실제 용착된 금속 중량의 비율로 계산한다.

용착금속 중량 = 사용 용접봉 중량 − 손실 중량 = $20\ \mathrm{kg} - 4\ \mathrm{kg} = 16\ \mathrm{kg}$

용착효율 = $\dfrac{16\ \mathrm{kg}}{20\ \mathrm{kg}} \times 100 = 80\%$로, 용착 효율은 80%이다.

용접 구간을 ①→④→②→⑤→③ 순서로 한 칸씩 건너뛰며 놓고 있으므로 스킵법(비석법)이다.

이음을 여러 구간으로 나눈 뒤 서로 멀리 떨어진 구간을 번갈아 용접해 열이 한곳에 몰리지 않게 하는 방법으로, 용착법 가운데 잔류응력과 변형이 가장 적어 얇은 판이나 변형이 우려되는 이음에 쓴다.

• 대칭법은 이음 중앙을 기준으로 좌우 대칭이 되도록 번갈아 용접해 나가는 방식이다.
• 후퇴법은 용접 진행 방향과 반대 방향으로 물러나며 비드를 놓는 방식인데, 그림은 각 구간의 진행 방향이 모두 같고 순서만 건너뛰는 형태여서 해당하지 않는다.

인장강도가 요구되고 내균열성이 가장 우수한 용접봉은 저수소계이다.

저수소계 용접봉은 피복제에 수분과 수소 함량이 적어 확산성 수소로 인한 저온균열이나 비드 밑 균열의 발생을 크게 줄이며, 용착금속의 기계적 성질도 우수해 고장력강이나 두꺼운 판의 중요 구조물 용접에 사용된다.

용접부 단면을 두께 t, 높이 ℓ인 직사각형으로 보고 굽힘 응력을 구하면 30 kgf/cm²가 된다.

굽힘 응력은 $\sigma_b=\dfrac{M}{Z}$이고, 직사각형 단면의 단면계수는 $Z=\dfrac{t\,\ell^{2}}{6}$이다.

단위를 cm로 맞추면 t = 20mm = 2cm, ℓ = 300mm = 30cm이므로
$Z=\dfrac{2\times 30^{2}}{6}=300\ \mathrm{cm^{3}}$
$\sigma_b=\dfrac{9000}{300}=30\ \mathrm{kgf/cm^{2}}$

여기서 굽힘 모멘트 M이 이미 주어져 있으므로 하중 P나 L = 400mm은 다시 쓸 필요가 없고, 용접선 길이 ℓ이 제곱으로 들어간다는 점과 mm를 cm로 환산하는 것이 계산의 관건이다.

서브머지드 아크 용접에서 이음의 시작점과 끝점에 모재와 같은 재질의 판을 덧대어 충분한 용입을 확보하기 위해 사용하는 것을 엔드탭이라 한다.

용접 시작 부분과 끝 부분은 아크가 불안정해 결함이 생기기 쉬운데, 엔드탭을 붙여 그 구간에서 결함이 생기더라도 나중에 잘라내면 본 이음부는 건전한 용접부만 남길 수 있다.

구면 형태의 특수 해머로 용착금속부를 연속적으로 두드려 인장응력을 완화하는 방법을 피닝법이라 한다.

해머로 표면을 두드리면 표면층에 소성변형이 일어나 압축잔류응력이 생성되며, 이것이 용접부에 남아 있던 인장잔류응력을 상쇄해 완화 효과를 낸다.

재료를 절약하려면 용접할 조각의 수를 가능한 적게 해야 하므로, 조각 수를 많게 한다는 설명은 옳지 않다.

조각 수가 늘어나면 이음부와 용접량이 늘어나 재료 손실과 작업량이 함께 증가하므로 설계 단계에서는 오히려 부재 수를 최소화하는 것이 바람직하다.

• 표준 규격 재료를 사용하는 것은 조달과 절단 손실 측면에서 올바른 절약 설계 요령이다.
• 쉽게 구입할 수 있는 재료를 쓰는 것도 올바른 요령이다.
• 고장 시 수리 편의를 고려하는 것도 올바른 설계 요령이다.

겹치기 이음의 앞·뒤 두 줄 필릿 용접으로 보고 목두께 기준으로 계산하면 용접 유효길이는 약 59mm다.

필릿 용접의 목두께는 $a=0.707h$이고 응력은 $\sigma=\dfrac{P}{2a\ell}$이므로, 유효길이는 $\ell=\dfrac{P}{2\times 0.707h\times\sigma}$로 구한다.

그림에 주어진 P = 50kN = 50000N, h = 12mm, 허용응력 50MPa = 50N/mm²를 대입하면
$\ell=\dfrac{50000}{2\times 0.707\times 12\times 50}=\dfrac{50000}{848.4}\fallingdotseq 58.9\ \mathrm{mm}$

판두께를 목두께로 그대로 쓰거나 용접선을 한 줄로만 잡으면 답이 크게 달라지므로, 0.707을 곱한 목두께와 용접선 2줄을 함께 적용하는 것이 요점이다.

용접 순서에서는 수축이 큰 이음을 먼저 용접하고 수축이 작은 이음을 나중에 용접하는 것이 원칙이므로, 이 설명은 순서가 반대로 되어 있어 옳지 않다.

수축이 큰 부분을 먼저 용접해 두면 이후 수축이 작은 부분을 용접할 때 구속이 덜해 변형과 잔류응력을 줄일 수 있다.

• 용접물의 중심에서 대칭으로 용접해 나가는 것은 변형을 줄이는 올바른 원칙이다.
• 작업이 불가능하거나 곤란한 곳이 생기지 않도록 순서를 정하는 것도 올바른 원칙이다.
• 수축력의 모멘트 합이 0이 되도록 하면 굽힘을 줄일 수 있다는 설명도 옳다.

용접이음의 성능에 직접 영향을 주는 요소는 용접 결함, 이음의 위치, 변형 및 잔류응력이며, 용접 홀더는 용접 작업에 쓰이는 기구일 뿐 완성된 이음의 성능과는 거리가 멀다.

용접 결함은 강도 저하의 직접 원인이 되고, 이음의 위치는 응력 분포에 영향을 주며, 변형과 잔류응력은 구조물의 치수 정밀도와 파괴 저항성에 영향을 준다.

반면 홀더는 용접봉을 고정해 전류를 전달하는 장비로, 완성된 용접이음 자체의 성능을 좌우하는 요소는 아니다.

가용접은 강도상 중요한 곳이나 용접의 시작점·끝점처럼 결함이 생기기 쉬운 부분은 피해서 하는 것이 원칙이므로, 그런 곳에 주로 가용접한다는 설명은 옳지 않다.

시작점과 끝점은 아크가 불안정해 기공이나 균열이 생기기 쉬운 부위이고, 강도상 중요한 부위 역시 결함이 있으면 안 되므로 가용접 위치로는 적합하지 않다.

• 조립 순서를 용접 순서와 작업 특성을 고려해 계획하는 것은 올바른 원칙이다.
• 불필요한 잔류응력이 남지 않도록 조립 순서를 검토하는 것도 올바른 원칙이다.
• 가용접 시 본용접보다 약간 가는 지름의 용접봉을 쓰는 것도 올바른 원칙이다.

금속 원자 사이의 인력은 원자 간 거리가 $10^{-8}\ \mathrm{cm}$ 정도일 때 작용하여 원자끼리 결합이 이루어진다.

이보다 거리가 가까워지면 전자 간 반발력이 우세해지고, 멀어지면 인력이 급격히 약해지므로 이 거리가 금속 원자가 안정적으로 결합하는 기준이 된다.

가스용접에서 연강은 별도의 용제 없이도 용접이 가능하다.

연강을 용융할 때 생기는 산화물은 융점이 모재보다 낮아 슬래그로 쉽게 떠올라 분리되므로 용제가 필요하지 않다.

• 주철은 흑연과 규소 성분 때문에 별도의 용제가 필요하다.
• 황동은 아연의 증발·산화를 막기 위해 용제가 필요하다.
• 알루미늄은 표면의 산화피막(Al₂O₃) 융점이 매우 높아 용제로 이를 제거해야 한다.

자동제어의 장점은 품질 균일화에 따른 불량품 감소, 사람이 할 수 없는 고속 작업, 연속작업 가능 세 가지이므로 이 셋을 고른 조합이 옳다.

자동화·자동제어를 도입하면 용접 조건이 늘 일정하게 유지되어 작업자 숙련도에 따른 편차가 사라지고, 사람이 견디기 어려운 속도와 시간으로도 쉬지 않고 작업할 수 있게 된다.

• 원자재와 원가가 증가한다는 서술은 반대다. 재료 손실과 인건비가 줄어 원가가 절감되는 것이 자동제어의 이점이다.
• 위험한 사고의 방지가 불가능하다는 서술도 반대다. 작업자가 위험 구역에 직접 들어가지 않아도 되므로 사고 예방에 오히려 유리하다.

판 두께 12.7mm의 가스절단에서 표준 드래그 길이는 약 $2.4\ \mathrm{mm}$이다.

표준 드래그 길이는 대체로 판 두께의 약 20% 정도를 기준으로 잡으므로, $12.7 \times 0.2 \approx 2.5\ \mathrm{mm}$가 되어 2.4mm가 가장 적당한 값이 된다. 판이 두꺼워질수록 드래그 길이도 함께 길어진다.

용접법은 크게 융접(열을 이용해 모재를 녹여 접합)과 압접(압력을 이용해 모재를 접합)으로 분류된다. 압접법에 속하는 것은 마찰 용접, 초음파 용접, 업셋 맞대기 용접으로 모두 압력과 열을 함께 또는 압력만으로 접합하는 방식이다. 스터드 용접은 스터드(볼트나 너트 같은 금속 부재)를 모재에 융접으로 붙이는 방법으로, 열을 이용한 융접법에 해당하며 압접법이 아니다.

두 모재를 압력으로 접촉시킨 뒤 서로 회전시켜 발생하는 마찰열과 가압력으로 접합하는 방법은 마찰 용접이다.

• 단조 용접은 접합부를 가열한 뒤 해머 등으로 두드려 압접하는 방식이다.
• 확산 용접은 고온·고압을 유지해 원자의 상호 확산으로 접합하며 회전 동작이 필요 없다.
• 스터드 용접은 볼트형 스터드와 모재 사이에 아크를 발생시켜 접합하는 방식이다.

유전이나 습지대에서 자연적으로 분출되며 메탄(CH₄)이 주성분인 가스는 천연가스이다.

수소·아르곤·프로판 가스는 모두 별도의 제조·정제 과정을 거쳐 얻는 가스로, 습지대에서 자연 발생하는 것과는 성격이 다르다.

피복 아크 용접의 극성은 용접봉과 모재에 연결되는 전극의 극성에 따라 구분된다. 용접봉에 (−)극을, 모재에 (+)극을 연결하는 것을 정극성(straight polarity)이라 하므로 2번이 옳다. 1번은 박판 용접은 역극성을 주로 사용하므로 거짓이며, 3번은 정극성일 때 용접봉의 용융속도는 느리고 모재의 용입이 깊어지는 특성이므로 반대이고, 4번은 역극성일 때 용접봉의 용융속도가 빠르고 모재의 용입이 얕아지는 특성이므로 역시 거짓이다.

습도가 높은 장소는 절연 성능이 떨어지고 누전·감전 위험이 커지므로 용접기를 설치해서는 안 된다.

• 먼지가 많은 장소를 피하는 것은 올바른 설치 요령이다.
• 파손된 케이블을 절연 테이프로 감는 것도 올바른 정비 조치다.
• 2차측 단자 한쪽과 케이스를 접지하는 것도 감전 방지를 위한 올바른 조치다.

가스 용접 토치는 사용하는 아세틸렌 가스의 압력에 따라 저압식·중압식·고압식으로 구분하며, 등압식이라는 분류는 존재하지 않는다.

저압식은 아세틸렌을 아주 낮은 압력으로 쓰며 산소의 분출력으로 아세틸렌을 빨아들이는 인젝터식이고, 중압식과 고압식은 아세틸렌을 일정 압력 이상으로 공급해 사용하는 방식이다.

아크 용접 전류가 400A 이상일 때는 14번 정도의 짙은 차광유리를 선택하는 것이 가장 적합하다.

차광도 번호는 용접 전류가 커질수록 함께 높아지도록 정해져 있어, 전류가 낮은 구간에서는 낮은 번호를, 고전류 구간에서는 높은 번호의 차광유리를 사용해 눈을 보호한다.

진공 챔버 안에서 진행되어 텅스텐·몰리브덴처럼 대기 중에서 쉽게 산화·반응하는 금속도 용이하게 접합할 수 있는 용접법은 전자 빔 용접이다.

진공 상태이므로 대기와의 반응이 차단되어 순도 높은 접합부를 얻을 수 있다는 점이 이 용접법의 특징이다.

강인성이 풍부하고 기계적 성질·내균열성이 가장 우수한 피복 아크 용접봉은 저수소계 용접봉이다.

피복제에서 발생하는 수소량이 적어 저온균열에 대한 저항성이 높고, 그만큼 용착금속의 인성이 우수해 중요 구조물 용접에 널리 쓰인다.

여러 용접법 중 가장 두꺼운 판을 용접할 수 있는 것은 일렉트로 슬래그 용접이다.

용융 슬래그의 저항열을 이용해 수직 방향으로 연속 상진 용접을 진행하는 방식이어서, 후판 구조물을 한 번의 패스로 용접하는 데 적합하다.

아크 용접기의 효율은 약 69%이다.

$\text{아크출력} = \text{아크전압} \times \text{아크전류} = 30\mathrm{V} \times 300\mathrm{A} = 9000\mathrm{W}$

$\text{효율} = \dfrac{\text{아크출력}}{\text{아크출력} + \text{내부손실}} \times 100 = \dfrac{9000}{9000+4000} \times 100 \approx 69\%$

무부하 전압은 효율 계산에 직접 쓰이지 않고, 아크출력과 내부손실의 비로 효율이 결정된다.

서브머지드 아크 용접은 와이어 전극을 지속적으로 공급하는 소모식 용접법이며, 용제(플럭스) 속에서 아크가 진행되므로 비드 외관이 균일하고 매끈하다.

따라서 비소모식이어서 비드가 거칠다는 설명은 이 용접법의 실제 특성과 반대되는 내용이다.

• 수직 자세 적용이 곤란한 것은 실제로 맞는 설명이다.
• 두꺼운 모재 용접에서 효율적인 것도 실제 특성이다.
• 용융속도·용착속도가 빠르고 용입이 깊은 것도 실제 특성이다.

용접은 국부적으로 큰 열을 가하는 공정이므로 열영향부(HAZ)가 생겨 이음부의 재질이 변할 수 있으며, 이는 오히려 용접의 단점으로 지적되는 부분이다.

• 작업 공정이 단축되는 것은 리벳이음 대비 실제 장점이다.
• 기밀·수밀성이 우수한 것도 실제 장점이다.
• 복잡한 구조물 제작이 쉬운 것도 실제 장점이다.

제3종 분말 소화기는 제1인산암모늄이 주성분이다. 일반화재(A급), 유류화재(B급), 전기화재(C급)에 모두 쓸 수 있어 ABC 소화기라고 부른다. 제1종(탄산수소나트륨), 제2종(탄산수소칼륨), 제4종(탄산수소칼륨+요소)은 주로 B, C급 화재에 사용한다.

냉간 압접은 상온에서 압력만으로 접합부를 접합하는 방식이라 열을 가하지 않으므로, 열 영향으로 숙련이 필요하다는 설명은 실제 특징과 맞지 않는다.

• 용접부가 가공 경화되는 것은 실제 특징이다.
• 압접에 필요한 공구가 간단한 것도 실제 특징이다.
• 접합부의 전기 저항이 모재와 거의 동일한 것도 실제 특징이다.

연소의 3요소는 가연물, 점화원, 산소 공급원이며, 충진제는 이 세 요소에 해당하지 않는다.

이 세 요소 중 하나라도 없으면 연소가 일어나지 않으므로, 용접 작업장에서는 가연물 제거나 산소 공급 차단 등으로 화재를 예방한다.