10년 4회차

점용접(스폿용접)의 3대 요소는 가압력, 전류의 세기, 통전시간이며, 고유저항은 모재 재질에 따라 정해지는 물성값일 뿐 작업 조건으로 조절하는 요소가 아니다.

CO2 가스아크용접 작업장의 이산화탄소 농도가 15% 이상이 되면 인체에 위험한 상태(질식·의식장애 등)에 이를 수 있다.

농도가 낮아도 3~4% 수준부터 두통·현기증 등 자각증상이 나타나므로 환기 관리가 중요하지만, 위험 수준으로 규정되는 기준은 15% 이상이다.

볼트나 환봉을 피스톤형 홀더에 끼우고 모재와의 사이에 순간적으로 아크를 발생시켜 접합하는 용접법은 스터드 용접이다.

테르밋 용접은 화학반응열을, 서브머지드 아크 용접은 용제에 묻힌 와이어의 아크를, 불활성가스 용접은 Ar·He 등 보호가스를 이용하는 방식으로 원리가 다르다.

복합(플럭스코어드)와이어는 심선 내부에 탈산제, 아크 안정제 등 합금원소를 포함한 용제가 채워져 있어, 이러한 성분이 포함되지 않았다는 설명은 틀렸다.

솔리드와이어는 별도의 용제 없이 심선 자체(실체)로 이루어져 있으며, 복합와이어는 이 용제 덕분에 비드 외관이 아름답다는 장점이 있다.

용접 전 모재를 예열하는 주된 목적은 용접부와 인접 모재 사이의 온도차를 줄여 수축응력을 감소시키는 데 있다.

예열은 냉각속도를 늦추고 수소 방출을 도와 저온균열을 줄이는 효과가 있으므로, 냉각을 빠르게 하거나 수소 함량을 높이는 것과는 목적이 반대이다.

MIG 용접의 보호가스로는 순수 Ar, Ar-O2, Ar-He 등이 사용되지만, Ar-H2 혼합가스는 일반적인 MIG 용접용 보호가스로는 적당하지 않다.

인장시험편의 규격 요건으로는 지름, 평행부의 길이, 표점거리 등이 규정되어 있으나, 시험편의 무게는 인장시험 규격에서 규제하는 항목이 아니다.

연납땜용 용제로는 염화암모늄(NH4Cl)이 대표적으로 사용되며, 염화아연·염산·인산·송진 등도 연납용 용제에 속한다.

염화나트륨(NaCl)은 연납용 용제로 쓰이지 않고, 붕산(H3BO3)은 붕사와 함께 경납땜용 용제이며, Cu2O(산화제일동)는 용제가 아니라 산화물이다.

용접 이음의 기본 종류에는 겹치기 이음, 맞대기 이음, 모서리 이음, T형 필릿 이음 등이 있으며, 라운드 이음이라는 명칭의 이음 형식은 존재하지 않는다.

KS에서 피복아크 용접봉을 분류할 때는 피복제의 계통, 사용 전류의 종류, 용접 자세 등을 기준으로 하며, 용접봉을 사용하는 용접사의 기량은 용접봉 자체의 규격 분류 기준이 아니다.

고압가스 용기의 도색 기준에서 암모니아(NH3) 가스 용기는 백색으로 도색한다.

참고로 산소는 녹색, 수소는 주황색, 아세틸렌은 황색, 액화석유가스는 회색, 염소는 갈색으로 구분한다.

불활성가스 금속 아크용접(MIG)은 전류밀도가 매우 높은 용접법으로, 피복 아크 용접에 비해 약 6배 정도의 전류밀도로 용접이 이루어진다.

전류밀도가 높은 만큼 용융속도와 용입이 크고 능률이 좋다는 특징을 가진다.

전격 예방을 위해서는 절연성이 좋은 장갑을 착용한 상태에서 용접봉을 교체해야 하며, 맨손으로 홀더의 용접봉을 갈아 끼우는 것은 감전 위험이 매우 크므로 피해야 할 행동이다.

전격방지기 부착, 용접기 내부에 함부로 손대지 않기, 절연장갑 사용은 모두 올바른 전격 예방 조치이다.

맞대기·필릿 용접에서 비드 표면과 모재의 경계부(비드 끝단)에서 구속응력이 클 때 발생해 성장하는 균열을 토우균열이라 한다.

루트균열은 루트부에서, 크레이터균열은 비드 종단의 크레이터부에서, 설퍼균열은 황 편석부에서 발생하는 균열로 발생 위치가 다르다.

연소가 잘 일어나려면 공기와의 접촉 면적이 크고, 가연성 가스 발생이 많으며, 열이 잘 축적되어야 하는데, 물체의 내화성이 클 것은 오히려 연소를 어렵게 하는 조건이므로 연소가 잘되는 조건이라 할 수 없다.

아크 용접 중에는 전류를 바꾸면 아크가 불안정해지고 용접기에도 무리가 가므로 아크 발생 도중에는 용접전류를 조정하지 않는 것이 올바른 작업 방법이다.

아크 빛은 눈과 피부에 해로운 재해 요소이고, 교류 용접기에도 비피복 용접봉이 아닌 피복 용접봉을 사용해야 하며, 감전 방지를 위해서는 면장갑이 아니라 절연성이 좋은 가죽장갑을 사용해야 하므로 나머지 설명은 모두 옳지 않다.

필릿 용접에서 루트간격이 $1.5\mathrm{mm}$ 이하로 작은 경우에는 별도의 보수 없이 규정된 다리길이 그대로 용접하면 된다.

간격이 이보다 커지면 다리길이를 늘리거나 라이너를 넣는 등의 보수가 필요하지만, 1.5mm 이하 정도는 통상적인 시공오차 범위로 본다.

일렉트로 슬래그 용접은 용융 슬래그 속에서 용접이 진행되어 용접부가 슬래그에 덮인 채 진행되므로, 용접 진행 중 용접부를 직접 관찰할 수 없다는 점이 이 용접법의 한계이며 장점으로 보기 어렵다.

대신 후판을 한 번에 용접할 수 있어 능률과 품질이 우수하고 변형이 적으며, 다전극을 사용하면 능률을 더욱 높일 수 있다는 장점이 있다.

안전·보건표지의 색채 기준에서 파란색은 지시를 나타내는 용도로 사용된다.

빨간색은 금지·경고, 노란색은 경고, 녹색은 안내(안전상태)를 나타내는 용도로 규정되어 있어 나머지 짝지음은 모두 어긋난다.

서브머지드 아크 용접은 입상 용제를 쌓아 올리고 그 속에서 아크를 발생시키므로 아래보기·수평 필릿 자세에 한정되어 전자세 용접이 불가능하다. 또 이음 홈의 가공 정밀도가 엄격하게 요구된다. 용제의 야금작용, 확실한 대기 차폐, 단열 작용에 의한 깊은 용입과 높은 전류밀도는 모두 이 용접법의 장점이다.

가연성 가스와 산소를 혼합 연소시켜 발생하는 연소열을 열원으로 이용해 모재를 접합하는 용접법이 가스 용접이다.

아세틸렌·수소 등이 대표적인 가연성 가스로 쓰이며 산소-아세틸렌 불꽃이 가장 널리 사용된다.

• 탄산가스 아크 용접, 불활성 가스 아크 용접, 서브머지드 아크 용접은 모두 아크열을 이용하는 용접법으로 가연성가스의 연소열을 이용하지 않는다.

피닝은 용접 후 비드 표면을 해머로 두드려 잔류응력을 완화시키는 작업이다.

망치질로 금속 표면에 소성변형을 주어 인장 잔류응력을 압축 쪽으로 완화시키고 변형을 줄이는 효과를 얻는다.

• 모재의 재질 검사나 표면 이물질 제거는 피닝의 목적이 아니다.
• 응력을 강화하고 변형을 유발하는 것은 오히려 피닝의 효과와 반대된다.

아크 용접은 전기 아크열을 이용하는 용접법으로, 보기 중에서는 스터드 용접이 이에 해당한다.

스터드 용접은 볼트나 환봉 형태의 스터드와 모재 사이에 아크를 발생시켜 순간적으로 접합하는 아크 용접의 일종이다.

• 테르밋 용접은 테르밋 반응(화학반응열)을 이용하는 용접법이다.
• 산소-수소 용접은 가스의 연소열을 이용하는 가스 용접이다.
• 유도가열 용접은 고주파 유도전류에 의한 저항열을 이용하는 방식이다.

사용률은 아크 발생 시간을 아크 발생 시간과 휴식 시간의 합으로 나누어 백분율로 나타낸 값이며, 이 조건에서는 80%가 된다.

$\dfrac{8}{8+2}\times100=80\%$

가스 절단장치는 절단토치와 팁, 산소·연료가스용 호스, 압력조정기와 가스병 등으로 구성되며 핸드 실드는 여기에 포함되지 않는다.

핸드 실드는 아크 용접 작업자가 아크광과 스패터로부터 눈과 얼굴을 보호하기 위해 사용하는 차광 보호구로, 가스 절단장치의 구성요소가 아니다.

기체를 수천 도로 가열해 원자핵과 전자가 분리되어 양이온과 음이온이 혼재하는 전리 상태가 된 것을 플라스마라 한다.

이 초고온·고에너지 상태의 기체를 좁은 노즐로 분출시켜 절단이나 용접의 열원으로 이용하는 것이 플라스마 아크 용접·절단이다.

열영향부의 기계적 성질과 조직 변화는 모재의 화학성분, 냉각 속도, 예열·후열 등 용접 열이력과 재료 조건에 의해 직접 좌우된다.

용접기의 용량은 용접기 자체의 설비 사양일 뿐 모재 조직 변화에 직접 관여하는 요인이 아니다.

피복제는 아크를 안정시키고 전기 절연작용을 하며 용착금속의 탈산·정련 작용을 하는 등의 역할을 하지만, 스패터링을 줄이는 것이 실제 역할이지 많게 하는 것이 아니다.

따라서 스패터링을 많게 한다는 설명은 피복제의 실제 역할과 반대된다.

직류 아크 용접기 중 하나는 교류 전원을 정류소자로 직류로 변환하는 정류기형이다.

탭전환형, 가동 철심형, 가동 코일형은 모두 변압기 원리를 이용하는 교류 아크 용접기의 종류다.

가스용접에서 보통작업 시 압력조정기의 산소 압력은 $3\sim4\ \mathrm{kgf/cm^2}$ 이하로 조정하는 것이 이 시험 출제 당시의 기준이다.

산소 압력이 지나치게 높으면 불꽃이 불안정해지고 모재 손상이나 역화 위험이 커질 수 있어 적정 압력 관리가 필요하다.

교류 아크 용접기에 피복 용접봉을 사용하는 주된 이유는 용착금속의 질을 양호하게 하기 위함이다.

피복제가 아크 분위기를 보호하고 용융금속의 탈산·정련 작용을 하여 건전한 용착금속을 얻을 수 있게 해준다.

강재 표면의 홈이나 개재물, 탈탄층 등을 얇고 넓게 타원형으로 깎아내는 가공법을 스카핑이라 한다.

가스 가우징이나 아크에어 가우징은 홈을 깊게 파내는 가공이고, 코킹은 기밀을 위해 이음부를 두드려 다지는 작업이라는 점에서 스카핑과 구분된다.

가스용접봉 성분 중 강에 취성을 주어 재질을 약하게 만드는 성분은 인(P)이다.

인은 강 중에 편석되어 상온취성(냉간취성)을 일으키므로 용접봉 성분에서 엄격히 관리되는 대표적 유해 불순물이다.

• 유황(S)은 적열취성(고온취성)을 일으키는 성분으로 인과 구분된다.
• 탄소와 규소는 강도·탈산 등에 관여하는 성분으로, 취성의 대표 원인 성분으로 지목되지 않는다.

가스용접에서 산소용 고무호스는 흑색으로 구분해 사용하는 것이 이 시험 출제 당시의 기준이다.

아세틸렌 등 연료가스용 호스는 적색 계통으로 구분해 산소용과 혼동되지 않도록 한다.

가스용접·절단용 가연성가스는 불꽃 온도와 발열량이 크고 용융금속과 화학반응을 일으키지 않아야 하며, 연소속도는 빨라야 한다.

따라서 연소속도가 느릴 것이라는 조건은 가연성가스의 구비조건과 맞지 않는다.

산소병의 밸브와 조정기, 도관, 취부구는 기름이나 그리스가 묻지 않은 깨끗한 천으로 닦아야 한다.

산소는 기름·그리스 등 유지류와 접촉하면 급격히 반응해 발화·폭발할 위험이 있으므로, 기름 묻은 천으로 닦는 것은 매우 위험한 취급이다.

일반적인 용접 작업 순서는 재료준비 → 절단 가공 → 가접 → 본용접 → 검사의 흐름을 따른다.

모재를 준비하고 필요한 형상으로 절단한 뒤 가접으로 위치를 고정하고, 본용접을 완료한 후 최종 검사를 거치는 것이 표준적인 공정 순서다.

가스절단에서 드래그라인이란 절단면에 나타나는 일정한 간격의 곡선 무늬를 말한다.

절단 산소기류가 진행하면서 절단면에 남기는 흔적으로, 절단 속도나 산소압력 등 절단 조건을 판단하는 지표로 활용된다.

1차 입력이 10kVA이고 전원 전압이 200V일 때 퓨즈 용량(전류)은 입력을 전압으로 나눈 50A이다.

$I=\dfrac{P}{V}=\dfrac{10000\ \mathrm{VA}}{200\ \mathrm{V}}=50\ \mathrm{A}$

탄소강 내부의 비금속 개재물은 인성을 해쳐 재질을 메지고 약하게 만들며, 열처리 시 균열의 원인이 되고 알루미나·산화철 등은 고온 메짐을 유발한다.

반대로 인장강도와 압축강도를 증가시키는 효과는 없으며, 오히려 강도와 인성을 저하시키는 결함으로 작용한다.

마그네슘은 비중이 약 1.74로 실용금속 중 가장 가벼우며, 비강도는 알루미늄 합금보다 우수하다.

가볍고 비강도가 높은 특성 덕분에 항공기, 자동차부품, 전기기기 등에 활용되며 구상흑연 주철의 첨가제로도 사용된다.

따라서 비강도가 Al 합금보다 떨어진다는 설명은 마그네슘의 실제 특성과 반대된다.

탄소강에 첨가된 망간(Mn)은 주조성을 좋게 하고 황(S)의 해를 감소시키며, 담금질 효과를 높여 경화능을 증대시키고 강의 점성도 증가시킨다.

반면 망간은 고온에서 결정립 성장을 억제하는 방향으로 작용하므로, 결정립 성장을 증가시킨다는 설명은 옳지 않다.

스테인리스강은 금속조직학적으로 마텐자이트계, 페라이트계, 오스테나이트계로 분류한다.

펄라이트는 탄소강의 대표적 조직 명칭일 뿐 스테인리스강의 조직학적 분류 체계에는 속하지 않는다.

Y합금, 로엑스(Lo-Ex) 합금, 코비탈륨 합금은 모두 내연기관 피스톤 등에 쓰이는 대표적인 내열용 알루미늄 합금이다.

반면 하이드로날륨 합금은 Al-Mg계로 내식성이 우수한 합금이며 내열용으로 분류되지 않는다.

구리는 전기 및 열의 전도성이 우수하고 전연성이 좋아 가공이 용이하며 아름다운 광택을 지닌 귀금속적 성질을 가진다.

구리는 반자성체이며 전기전도율이 매우 큰 금속이므로, 상자성체로 전기전도율이 적다는 설명은 구리의 실제 성질과 맞지 않는다.

풀림 처리 시 결정립이 조대해지는 원인은 풀림 온도가 너무 높거나 풀림 시간이 너무 길 때, 그리고 냉간가공도가 너무 작을 때 나타난다.

용질원소의 분포가 양호한 경우는 오히려 결정립 성장을 억제하는 조건이므로 조대화 원인에 해당하지 않는다.

금속침투법은 침투시키는 원소에 따라 세라다이징(Zn), 크로마이징(Cr), 보로나이징(B) 등으로 구분되며, 칼로라이징은 알루미늄(Al)을 침투시키는 방법이다.

따라서 칼로라이징의 침투원소를 칼슘(Ca)으로 연결한 설명은 잘못된 것이다.

탄소강을 일정 온도로 가열한 후 공기 중에서 냉각시켜 조직을 표준화하는 열처리는 불림(노멀라이징)이다.

뜨임은 담금질한 강의 인성을 회복시키는 처리이고, 담금질은 급랭으로 경도를 높이는 처리이며, 침탄은 표면에 탄소를 침투시키는 표면경화법이라는 점에서 불림과 구분된다.

질화법, 침탄법, 방전 경화법은 모두 강재 표면의 경도를 높이는 대표적인 표면경화법이다.

반면 초음파 침투법은 표면경화법에 없는 명칭이며, 초음파탐상·침투탐상은 표면을 단단하게 만드는 처리가 아니라 결함을 찾아내는 비파괴검사 기법이라는 점에서 성격이 전혀 다르다.

노 내에서 Fe-Mn, Fe-Si, Al 등으로 완전히 탈산시킨 용강을 킬드강이라 한다.

탈산이 충분히 이루어져 기포나 편석이 적고 재질이 균일한 것이 특징이며, 탈산 정도가 낮은 세미킬드강·림드강과 구분된다.

KS 기계제도에서 가는 2점 쇄선은 가상선의 용도로 사용된다.

인접 부품의 위치나 가동 부분의 이동 한계, 공구 위치 등을 참고로 나타낼 때 가상선을 사용하며, 치수선·해칭선·지시선은 각각 가는 실선으로 별도 용도에 사용된다.

기호가 왼쪽 세로변과 아래 가로변을 갖는 직각삼각형이므로 필릿 용접을 나타낸다.

필릿 용접 기호는 직각으로 만나는 두 판 사이에 삼각형 단면의 용착금속이 놓이는 모습을 그대로 본뜬 것이며, 수직 변이 항상 왼쪽에 오도록 그린다.

다른 기호와 혼동하지 않도록 구분해 두어야 한다.

• 플러그 용접은 사각형 기호로 나타낸다.
• 스폿(점) 용접은 원 기호로 나타낸다.
• 수직 용접은 용접 자세를 가리키는 말이지 용접부를 나타내는 기호가 아니다.

화살표 방향에서 보면 얇은 받침판 위에 사각기둥이 얹힌 계단 모양의 윤곽이 나타나는 투상도가 맞다.

입체도는 넓고 얇은 받침판이 깔리고 그 위 한쪽에 전 높이의 사각기둥이 서 있는 형태다. 그래서 투상도의 바깥 윤곽은 한쪽이 낮고 다른 쪽이 높은 계단(ㄴ자) 모양이 된다.

받침판이 사각기둥보다 보는 쪽으로 더 나와 있어 그 윗면이 기둥 앞을 가로질러 보이므로, 계단 높이의 가로선이 높은 부분 안쪽까지 실선으로 이어져 나타난다. 또 물체에 구멍이나 파낸 곳이 없고 가려진 모서리도 없으므로 파선(숨은선)은 하나도 나타나지 않는다.

높은 부분과 낮은 부분이 반대로 놓인 것, 계단 높이의 가로선이 낮은 쪽에서 끊긴 단순한 ㄴ자 윤곽, 파선이 들어간 것은 이 물체를 이 방향에서 본 모양이 아니다.

도면에 표기된 "t20"에서 t는 재료의 두께가 20임을 나타내는 치수 보조기호다.

모떼기는 C, 정사각형의 변은 □ 기호를 사용하는 등 각 보조기호는 서로 구분되어 있다.

도면 왼쪽 위 지시선에 “38-φ3”이라고 기입되어 있으므로 지름 3mm 구멍은 모두 38개다.

구멍 기입에서는 φ 앞의 숫자가 개수, φ 뒤의 숫자가 지름을 뜻한다. 즉 “38-φ3”은 “지름 3mm 구멍 38개”라는 의미다.

배열로 검산해도 같다. 가로는 14×12(=168)이므로 12mm 간격으로 구멍이 15개, 세로는 5×12(=60)이므로 6개다. 가운데가 긴 장공(슬롯)이어서 둘레에만 구멍이 배치되므로 위·아래 줄에 각 15개, 좌·우 줄에 각 4개가 되어 15+15+4+4 = 38개가 된다.

세 투상도를 동시에 만족하는 것은 높은 단과 낮은 단이 두 개의 경사면으로 이어지고, 그 경사면이 만나는 능선이 오른쪽으로 뻗은 계단 모양 입체다.

평면도에서는 앞쪽과 뒤쪽에서 출발한 두 선이 깊이 중앙에서 V자로 모여 한 줄이 되어 오른쪽 끝까지 나가고, 우측면도에서는 깊이 중앙이 가장 높은 산(∧) 모양이 그려진다. 이는 낮은 쪽 윗면이 한 장의 평면이 아니라 능선을 중심으로 앞·뒤로 벌어진 두 경사면임을 뜻한다.

정면도에서는 왼쪽이 전체 높이의 사각형이고 오른쪽이 한 단 낮아지므로, 왼쪽에 높은 부분이 그대로 남고 오른쪽으로 가면서 낮아지는 계단이 된다.

낮은 쪽 윗면이 하나의 평면이거나 경사가 한쪽으로만 기울어 능선이 생기지 않는 입체, 높은 부분과의 경계가 꺾이지 않고 곧은 직선인 입체는 우측면도의 산 모양과 평면도의 V자 선을 설명하지 못한다.

KS A 0106은 표제란을 도면의 오른쪽 아래 구석에 두도록 규정하므로, 그림에서 오른쪽 아래에 표시된 구역이 표제란 자리다.

표제란에는 도면 번호, 도명, 척도, 투상법, 작성 연월일, 작성자 등을 적는다. 도면을 접거나 철하더라도 오른쪽 아래가 겉면으로 나와 바로 확인할 수 있기 때문에 이 위치로 정한 것이다.

용지의 긴 쪽을 가로로 놓든 세로로 놓든 표제란의 위치는 오른쪽 아래로 같다. 왼쪽 위·오른쪽 위·왼쪽 아래 구역은 표제란 자리가 아니다.

배관도에서 계기는 관에 가는 선으로 연결한 원으로 그리고, 그 원 안에 측정 대상의 머리글자를 적어 종류를 구분한다.

압력은 pressure이므로 원 안에 P가 들어간 기호가 압력계다.

나머지 기호는 다른 계기를 뜻한다. 원 안의 T는 온도계(temperature), F는 유량계(flow)를 나타내며, 그 밖의 문자도 각각 그 머리글자에 해당하는 측정량을 뜻한다.

대상물의 구멍·홈처럼 필요한 부분만 떼어 그리고 중심선으로 주 투상도와 이어 놓은 그림이므로 국부 투상도다.

그림은 단면으로 그린 원통형 몸체와 아래쪽 플랜지가 주 투상도이고, 그 오른쪽에 몸체 벽에 뚫린 긴 원(장공) 모양만 작게 따로 그린 뒤 중심선으로 연결해 두었다. 주 투상도에서 그 자리는 벽인데도 해칭이 없는 구간으로 나타나 구멍이 뚫려 있음을 보여 준다. 국부 투상도는 이렇게 국부만 그리고 주 투상도와 중심선·기준선·치수보조선으로 연결해 표시한다.

나머지는 다른 투상법이다.

• 회전 투상도는 각도를 이룬 부분을 회전시켜 실제 모양으로 나타낸 것이다.
• 보조 투상도는 경사면을 그 면에 나란한 방향에서 보아 실형으로 그린 것이다.
• 부분 확대도는 좁은 부분을 척도를 키워 크게 그린 것이다.

해칭선은 가는 실선으로 규칙적으로 그어 단면을 표시하며, 재료 등을 나타내기 위해 특수한 해칭이나 스머징을 사용할 수도 있고, 단면적이 넓을 때는 외형선을 따라 적절한 범위에만 해칭할 수 있다.

다만 해칭선의 경사각이 반드시 45°로만 그어져야 하는 것은 아니며, 도형의 형태에 따라 다른 각도로 조정할 수 있다.