[용접기사 필기] 21년 1회차
용접기사 필기 기출문제

21년 1회차

총 100문항 · 객관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
용접기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

21년 1회차

총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
이미 가공되어 있는 구멍에 다소 큰 강철 볼을 압입하여 통과시켜서 가공물의 표면을 소성 변형시켜 정밀도가 높은 면을 얻는 가공법은?
1버핑(buffing)
2버니싱(burnishing)
3숏 피닝(shot peening)
4배럴 다듬질(barrel finishing)
정답 및 해설

이미 뚫린 구멍에 약간 큰 강철 볼을 압입해 통과시키며 표면을 소성변형으로 다듬는 가공이 버니싱이다. 숏 피닝은 강구를 고속으로 분사해 표면에 압축 잔류응력을 주어 피로강도를 높이는 것이라 목적이 다르다.

문제 2
일반적으로 연성재료를 절삭 깊이가 깊고 저속 절삭할 때 발생하는 칩의 종류는?
1균열형 칩
2유동형 칩
3열단형 칩
4전단형 칩
정답 및 해설

연성재료를 저속·깊은 절삭깊이로 깎으면 칩이 연속으로 흐르지 못하고 일정 간격마다 층으로 미끄러지는 전단형 칩이 된다. 유동형 칩은 반대로 연성재료를 고속·얕은 절삭깊이·큰 경사각으로 절삭할 때 생기고, 균열형·열단형은 취성재료에서 나타난다.

문제 3
선반 구조의 4대 주요구성 부분은?
1주축대, 왕복대, 심압대, 베드
2척, 면판, 바이트, 맨드릴
3전동기, 다리, 주축, 회전치차
4베드, 안내면, 리드 나사, 감속장치
정답 및 해설

선반의 4대 주요 구성부는 주축대·왕복대·심압대·베드다. 척·면판·맨드릴은 공작물을 물리는 부속장치이고 바이트는 절삭공구여서 본체 구성부가 아니다.

문제 4
절삭공구의 여유각이 작아 측면과 공작물과의 마찰에 의해 발생되는 마모는?
1치핑(chipping)
2구성인선(built-up edge)
3플랭크 마모(flank wear)
4크레이터 마모(crater wear)
정답 및 해설

여유각이 작아 공구의 여유면(측면)이 가공면과 비벼지며 닳는 것이 플랭크 마모다. 칩이 흘러나가는 경사면이 움푹 파이는 것은 크레이터 마모, 날 끝이 국부적으로 떨어져 나가는 것은 치핑이다.

문제 5
주조방법 중 이산화탄소법(CO2법)의 주형 방법 및 특징으로 틀린 것은?
1복잡한 형상의 코어 제작에 적합하고 치수 정밀도가 높다.
2CO2가스를 10 ~ 20기압으로 10분 이상 주입시킨다.
3주조 후 붕괴성을 좋게 하기 위하여 시콜(sea coal), 톱밥 등의 첨가 재료를 사용한다.
4규사에 규산나트륨(Na2SiO3)을 주성분으로 한 점결제 4~6%를 첨가한 주물사로 주형을 만든다.
정답 및 해설

CO2법은 규산나트륨을 점결제로 쓴 주형에 CO2를 불어넣어 굳히는데, 수 기압 이하의 낮은 압력으로 수십 초면 경화가 끝난다. 따라서 10~20기압으로 10분 이상 주입한다는 서술이 사실과 다르다.

문제 6
용접의 분류에서 아크용접이 아닌 것은?
1MIG 용접
2스터드 용접
3TIG 용접
4저항 용접
정답 및 해설

저항 용접은 접합부에 전류를 흘려 생긴 저항열로 녹이면서 가압해 붙이는 압접이며 아크를 쓰지 않는다. MIG·TIG·스터드 용접은 모두 아크열을 이용하는 아크용접이다.

문제 7
압연공정에서 압연하기 전 원재료의 두께를 50mm, 압연 후 재료의 두께를 30mm로 한다면 압하율은 얼마인가?
120%
230%
340%
450%
정답 및 해설

압하율은 두께 감소량을 압연 전 두께로 나눈 값이다. 50−3050×100=40%\dfrac{50-30}{50}\times100=40\%

문제 8
절삭 가공 시 절삭유(cutting fluid)의 역할로 틀린 것은?
1공구와 칩의 친화력을 돕는다.
2공구나 공작물의 냉각을 돕는다.
3공작물의 표면조도 향상을 돕는다.
4공작물과 공구의 마찰감소를 돕는다.
정답 및 해설

절삭유는 공구와 칩이 들러붙는 것을 막는 윤활·냉각제이므로 친화력을 돕는다는 설명은 정반대다. 친화력이 커지면 오히려 구성인선이 생겨 표면조도가 나빠진다.

문제 9
리드 스크루의 나사산의 수가 1인치에 6산 선반에서 8산 공작물 나사를 가공 시 변환 기어는? (단, A는 주축 연결기어, C는 어미나사 연결기어이다.)
1A = 40, C = 50
2A = 50, C = 40
3A = 40, C = 30
4A = 30, C = 40
정답 및 해설

변환기어비는 깎을 나사의 피치 ÷ 리드 스크루의 피치다. 리드 스크루는 1인치 6산이라 피치가 16\dfrac{1}{6}인치, 공작물은 8산이라 18\dfrac{1}{8}인치이므로 AC=1/81/6=68=3040\dfrac{A}{C}=\dfrac{1/8}{1/6}=\dfrac{6}{8}=\dfrac{30}{40}이 된다.

문제 10
가공물의 2개 이상 면에 구멍을 뚫을 때 또는 기준면을 설정할 때 적합하며 공작물의 전체 면이 지그로 둘러싸인 것으로서 공작물을 한번 고정하면 지그를 회전시켜 가면서 전면을 가공할 수 있는 지그는?
1평 지그
2사선 지그
3박스 지그
4텝플레이트 지그
정답 및 해설

공작물을 상자처럼 감싸 한 번 고정한 채 지그를 돌려가며 여러 면을 가공할 수 있는 것이 박스 지그다. 평 지그·템플레이트 지그는 한쪽 면 가공이나 위치 표시용이어서 2개 이상 면의 구멍 가공에는 부적합하다.

문제 11
다음 중 각도 측정 게이지가 아닌 것은?
1하이트 게이지
2오토 콜리메이터
3수준기
4사인바
정답 및 해설

하이트 게이지는 정반 위에서 높이를 재거나 금긋기를 하는 길이 측정기다. 사인바·수준기·오토 콜리메이터는 모두 각도(경사)를 측정하는 기구다.

문제 12
다음 중 자유단조의 기본 작업 방법에 해당하지 않는 것은?
1늘이기(drawing)
2업세팅(up-setiing)
3굽히기(bending)
4스피닝(spinning)
정답 및 해설

자유단조의 기본 작업은 늘이기·업세팅·굽히기·단짓기·구멍뚫기·절단 등이다. 스피닝은 회전하는 판재를 롤러로 눌러 성형하는 판금가공이라 자유단조에 속하지 않는다.

문제 13
스플라인 구멍의 홈을 가공하거나 복잡한 형상의 구멍을 정밀하게 가공할 수 있고, 대량생산하기에 적합한 공작기계는?
1보링머신
2슬로팅 머신
3브로칭 머신
4펠로즈 기어 셰이퍼
정답 및 해설

브로칭 머신은 날이 단계적으로 커지는 브로치를 한 번 통과시켜 스플라인 홈이나 이형 구멍을 단번에 완성하므로 대량생산에 적합하다. 슬로팅 머신은 한 날로 왕복 절삭해 능률이 크게 떨어진다.

문제 14
초음파 가공에 대한 설명으로 틀린 것은?
1부도체는 가공할 수 없다.
2공구 이외에는 마모부품이 거의 없다.
3경도가 높고 취성이 큰 공작물도 가공할 수 있다.
4구멍을 가공하기 쉽다.
정답 및 해설

초음파 가공은 공구의 진동과 지립으로 재료를 깎아내는 방식이라 전기가 통하지 않는 유리·세라믹 같은 부도체도 가공된다. 재료가 도전성이어야 하는 것은 방전가공 쪽이다.

문제 15
정밀 입자 가공을 한 공작물의 특징으로 옳은 것은?
1고 정밀도를 얻을 수 없다.
2가공면에 내식성과 내 마멸성이 증가한다.
3내 마모성이 증가하고 내식성이 나빠진다.
4내식성이 증가하나 내 마모성이 나빠진다.
정답 및 해설

래핑·호닝·슈퍼피니싱 같은 정밀 입자 가공은 표면의 미세 요철을 없애 다듬질면을 매끈하게 만든다. 그 결과 부식의 기점과 마찰이 함께 줄어 내식성과 내마멸성이 모두 증가한다.

문제 16
담금질한 강을 상온 이하의 적합한 온도로 냉각시켜 잔류 오스테나이트를 마텐자이트 조직으로 변화시키는 것을 목적으로 하는 열처리 방법은?
1심랭 처리
2가공 경화법 처리
3가스 침탄법 처리
4석출 경화법 처리
정답 및 해설

담금질 후 남은 잔류 오스테나이트를 0℃ 이하로 냉각해 마텐자이트로 바꾸는 열처리가 심랭 처리(서브제로 처리)다. 경도를 높이고 게이지류의 경년 치수변화를 막는 데 쓴다.

문제 17
다음 용접 중 용접전류, 통진시간 및 가압력이 중요한 용접 조건이 되는 것은?
1테르밋 용접(thermit welding)
2스폿 용접(sopt welding)
3가스 용접(gas welding)
4아크 용접(arc welding)
정답 및 해설

스폿 용접은 저항용접이므로 용접전류·통전시간·가압력이 3대 용접조건이다. 테르밋·가스·아크 용접은 가압력이 용접조건에 들어가지 않는다.

문제 18
강을 서시히 냉각시켜 조직을 균일하게 하고 내부응력을 제거하며 재질을 연하게 하는 열처리는?
1담금질(quenching)
2뜨임(tempering)
3풀림(annealing)
4불림(normalizing)
정답 및 해설

풀림은 가열 후 노 안에서 서서히 냉각해 조직을 균일화하고 내부응력을 없애며 재질을 연하게 하는 열처리다. 불림은 공랭으로 조직을 표준화하는 것이고, 담금질은 급랭이라 오히려 경화된다.

문제 19
NC 프로그램 작성 시 사용하는 기능과 그 주소가 다른 것은?
1이송기능 : S
2공구기능 : T
3보조기능 : M
4준비기능 : G
정답 및 해설

NC에서 이송기능의 주소는 F이고, S는 주축 회전수(주축기능)를 지령한다. T(공구)·M(보조)·G(준비)는 기능과 주소가 옳게 짝지어져 있다.

문제 20
코어가 없이 원통형 주물을 제조할 수 있는 주조 방법은?
1연속주조방법
2원심주조방법
3저압주조방법
4다이캐스팅법
정답 및 해설

원심주조는 주형을 고속 회전시켜 쇳물을 원심력으로 벽면에 밀착시키므로 코어 없이 관·라이너 같은 중공 원통 주물을 얻는다. 안지름은 주입하는 쇳물 양으로 조절되고, 불순물은 안쪽에 모여 조직이 치밀해진다.

문제 21
외팔보의 자유단에 하중 P가 작용할 때, 이 보의 굽힘에 의한 탄성 변형에너지를 구하면? (단, 보의 굽힘강성 EI는 일정하다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

자유단에서 x만큼 떨어진 단면의 굽힘모멘트가 M=PxM=Px이므로 굽힘 변형에너지는 U=∫0LM22EIdx=∫0L(Px)22EIdx=P2L36EIU=\int_0^L\dfrac{M^2}{2EI}dx=\int_0^L\dfrac{(Px)^2}{2EI}dx=\dfrac{P^2L^3}{6EI}이다. 에너지식이므로 분자에 하중이 제곱으로 들어가며, PL33EI\dfrac{PL^3}{3EI}는 에너지가 아니라 자유단 처짐량이다.

문제 22
그림과 같이 반지름 r인 반원형 단면을 갖는 단순보가 일정한 굽힘모멘트를 받고 있을 때, 최대인장응력(σt)과 최대압축응력(σc)의 비(σt/σc)는? (단, e1과 e2는 단면 도심까지의 거리이며, 최대인장응력은 단면의 하단에서, 최대압축응력은 단면의 상단에서 발생한다.)
10.737
20.651
30.534
40.425
정답 및 해설

반원 단면의 도심은 평평한 하단에서 e1=4r3π≈0.424re_1=\dfrac{4r}{3\pi}\approx0.424r, 원호 정점까지는 e2=r−4r3π≈0.576re_2=r-\dfrac{4r}{3\pi}\approx0.576r이다. 굽힘응력은 도심으로부터의 거리에 비례하므로 σtσc=e1e2=0.4240.576≈0.737\dfrac{\sigma_t}{\sigma_c}=\dfrac{e_1}{e_2}=\dfrac{0.424}{0.576}\approx0.737이다.

문제 23
그림과 같이 균일한 단면을 가진 봉에서 자중에 의한 처짐(신장량)을 옳게 설명한 것은?
1비중량에 반비례한다.
2길이에 정비례한다.
3세로탄성계수에 정비례한다.
4단면적과는 무관하다.
정답 및 해설

자중만 받는 균일단면 봉의 신장량은 δ=WL2AE=γL22E\delta=\dfrac{WL}{2AE}=\dfrac{\gamma L^2}{2E}이며, 자중 W=γALW=\gamma AL을 넣는 순간 단면적 A가 약분된다. 따라서 단면적과 무관하고, 길이의 제곱에 비례하며 비중량에 정비례·세로탄성계수에 반비례한다.

문제 24
단면 치수가 8mm×24mm 인 강대가 인장력 P = 15kN을 받고 있다. 그림과 같이 30° 경사진 면에 작용하는 수직응력은 약 몇 MPa 인가?
119.5
229.5
345.3
472.6
정답 및 해설

단면적이 A=8×24=192 mm2A=8\times24=192\,\mathrm{mm^2}이므로 축방향 응력은 σ=15000192=78.1 MPa\sigma=\dfrac{15000}{192}=78.1\,\mathrm{MPa}이다. 경사면이 하중축과 30°를 이루면 그 법선은 하중축과 60°이므로 σn=σcos⁡260∘=78.1×0.25≈19.5 MPa\sigma_n=\sigma\cos^2 60^\circ=78.1\times0.25\approx19.5\,\mathrm{MPa}이다.

문제 25
그림과 같은 보의 양단에서 경사각의 비(θA/θB)가 3/4이면, 하중 P의 위치 즉 B점으로부터 거리 b는 얼마인가? (단, 보의 전체길이는 L 이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

단순보에 집중하중이 작용할 때 양단 처짐각은 θA=Pab(L+b)6LEI\theta_A=\dfrac{Pab(L+b)}{6LEI}, θB=Pab(L+a)6LEI\theta_B=\dfrac{Pab(L+a)}{6LEI}이므로 그 비는 (L+b) : (L+a)로 간단해진다. a=L−ba=L-b를 넣어 L+b2L−b=34\dfrac{L+b}{2L-b}=\dfrac{3}{4}를 풀면 7b=2L7b=2L, 즉 b=27Lb=\dfrac{2}{7}L이다.

문제 26
바깥지름 4cm, 안지름 2cm의 속이 빈 원형축에 10MPa의 최대전단응력이 생기도록 하려면 비틀림 모멘트의 크기는 약 몇 N·m로 해야 하는가?
154
2212
3135
4118
정답 및 해설

중공 원형축의 극단면계수는 Zp=π(d24−d14)16d2=π(0.044−0.024)16×0.04=1.178×10−5 m3Z_p=\dfrac{\pi(d_2^4-d_1^4)}{16d_2}=\dfrac{\pi(0.04^4-0.02^4)}{16\times0.04}=1.178\times10^{-5}\,\mathrm{m^3}이다. 따라서 T=τZp=10×106×1.178×10−5≈118 N⋅mT=\tau Z_p=10\times10^6\times1.178\times10^{-5}\approx118\,\mathrm{N\cdot m}이다.

문제 27
단면적이 A, 탄성계수가 E, 길이가 L 인 막대에 길이방향의 인장하중을 가하여 그 길이가 δ 만큼 늘어났다면, 이 때 저장된 탄성변형 에너지는?
1
2
3
4
정답 및 해설

선형 탄성 구간에서 저장되는 변형에너지는 하중-변형 선도의 삼각형 넓이, 즉 U=12PδU=\dfrac{1}{2}P\delta다. 여기에 P=AEδLP=\dfrac{AE\delta}{L}를 대입하면 U=AEδ22LU=\dfrac{AE\delta^2}{2L}이며, 분모의 2가 빠진 식은 답이 될 수 없다.

문제 28
그림과 같은 사각형 단면에서 직교하는 2층 응력 σx= 200MPa, σy = -200MPa 이 작용할 때, 경사면(a-b)에서 발생하는 전단변형률의 크기는 약 얼마인가? (단, 재료의 전단탄성계수는 80GPa이고, 경사각(θ)는 45°이다.)
10.003125
20.0025
30.001875
40.00125
정답 및 해설

σx=200\sigma_x=200, σy=−200 MPa\sigma_y=-200\,\mathrm{MPa}은 순수전단 상태이며, 45° 경사면의 전단응력은 τ=σx−σy2sin⁡2θ=200−(−200)2=200 MPa\tau=\dfrac{\sigma_x-\sigma_y}{2}\sin 2\theta=\dfrac{200-(-200)}{2}=200\,\mathrm{MPa}이다. 따라서 전단변형률은 γ=τG=20080×103=0.0025\gamma=\dfrac{\tau}{G}=\dfrac{200}{80\times10^3}=0.0025이다.

문제 29
그림과 같이 4kN/cm의 균일분포하중을 받는 일단 고정 타단 지지보에서 B점에서의 모멘트 MB는 약 몇 kN·m인가? (단, 균일단면보이며, 굽힘강성(EI)은 일정하다.)
1800
22400
33200
44800
정답 및 해설

일단 고정·타단 지지된 부정정보가 등분포하중을 받으면 고정단 모멘트는 wL2/8이다. w=4 kN/cm=400 kN/mw=4\,\mathrm{kN/cm}=400\,\mathrm{kN/m}, L=8 mL=8\,\mathrm{m}이므로 MB=400×828=3200 kN⋅mM_B=\dfrac{400\times8^2}{8}=3200\,\mathrm{kN\cdot m}이다.

문제 30
그림과 같이 외팔보의 자유단에 집중하중 P와 굽힘모멘트 Mo가 동시에 작용할 때 그 자유단의 처짐은 얼마인가? (단, 보의 굽힘 강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

두 하중의 효과를 중첩해서 더한다. 집중하중에 의한 자유단 처짐은 Pl33EI\dfrac{Pl^3}{3EI}, 자유단 모멘트에 의한 처짐은 Mol22EI\dfrac{M_o l^2}{2EI}이므로 합은 δ=Mol22EI+Pl33EI\delta=\dfrac{M_o l^2}{2EI}+\dfrac{Pl^3}{3EI}이다.

문제 31
원형막대의 비틀림을 이용한 토션바(torsionbar) 스프링에서 길이와 지름을 모두 10%씩 증가시킨다면 토션바의 비틀림강성(torsional stiffness, 비틀림 토크/비틀림 각도)은 약 몇 배로 되겠는가?
11.1 배
21.21 배
31.33 배
41.46 배
정답 및 해설

비틀림강성은 k=Tθ=GIpL=Gπd432Lk=\dfrac{T}{\theta}=\dfrac{GI_p}{L}=\dfrac{G\pi d^4}{32L}이므로 지름의 4제곱에 비례하고 길이에 반비례한다. 둘을 모두 10% 늘리면 1.141.1=1.13≈1.33\dfrac{1.1^4}{1.1}=1.1^3\approx1.33배가 된다.

문제 32
강 합금에 대한 응력-변형률 선도가 그림과 같다. 세로탄성계수(E)는 약 얼마인가?
1162.5 MPa
2615.4 MPa
3162.5 GPa
4615.4 GPa
정답 및 해설

세로탄성계수는 응력-변형률 선도에서 직선부의 기울기다. 직선이 끝나는 ε=0.0016\varepsilon=0.0016에서 σ=260 MPa\sigma=260\,\mathrm{MPa}이므로 E=2600.0016=162500 MPa=162.5 GPaE=\dfrac{260}{0.0016}=162500\,\mathrm{MPa}=162.5\,\mathrm{GPa}이다.

문제 33
지름 3mm의 철사로 코일의 평균지름 75mm인 압축코일 스프링을 만들고자 한다. 하중 10N에 대하여 3cm의 처짐량을 생기게 하려면 감은 횟수(n)는 대략 얼마로 해야 하는가? (단, 철사의 가로탄성계수는 88GPa 이다.)
1n = 9.9
2n = 8.5
3n = 5.2
4n = 6.3
정답 및 해설

압축 코일 스프링의 처짐은 δ=8nPD3Gd4\delta=\dfrac{8nPD^3}{Gd^4}이므로 감김 수는 n=δGd48PD3n=\dfrac{\delta Gd^4}{8PD^3}이다. 대입하면 n=0.03×88×109×(0.003)48×10×(0.075)3≈6.3n=\dfrac{0.03\times88\times10^9\times(0.003)^4}{8\times10\times(0.075)^3}\approx6.3이다.

문제 34
그림과 같은 직사각형 단면에서 x, y축이 도심을 통과할 때 극관성 모멘트는 약 몇 cm4 인가? (단, b=6cm, h=12cm 이다.)
11080
23240
39270
412960
정답 및 해설

극관성모멘트는 직교하는 두 축의 단면 2차 모멘트의 합이다. Ip=Ix+Iy=bh312+hb312=6×12312+12×6312=864+216=1080 cm4I_p=I_x+I_y=\dfrac{bh^3}{12}+\dfrac{hb^3}{12}=\dfrac{6\times12^3}{12}+\dfrac{12\times6^3}{12}=864+216=1080\,\mathrm{cm^4}이다.

문제 35
그림에서 784.8N과 평형을 유지하기 위한 힘 F1과 F2는?
1F1 = 395.2N, F2 = 632.4N
2F1 = 790.4N, F2 = 632.4N
3F1 = 790.4N, F2 = 395.2N
4F1 = 632.4N, F2 = 395.2N
정답 및 해설

F2는 3:4:5 방향이라 방향여현이 (0.8, 0.6)이고, F1은 x축과 120°를 이룬다. x방향 평형 −F1cos⁡60∘+0.8F2=0-F_1\cos 60^\circ+0.8F_2=0에서 F1=1.6F2F_1=1.6F_2, 이를 y방향 평형 F1sin⁡60∘+0.6F2=784.8F_1\sin 60^\circ+0.6F_2=784.8에 넣으면 1.9856F2=784.81.9856F_2=784.8이다. 따라서 F2=395.2N, F1=632.4N이다.

문제 36
그림과 같이 외팔보에서 하중 2P가 두 군데 각각 작용할 때 이 보에 작용하는 최대굽힘모멘트의 크기는?
1PL/3
2PL/2
3PL
42PL
정답 및 해설

자유단에서 x만큼 떨어진 단면을 보면, 자유단의 위 방향 2P만 작용하는 구간에서 M=2PxM=2Px가 되어 x=L2x=\dfrac{L}{2}에서 PLPL에 이른다. 그보다 안쪽에서는 아래로 작용하는 2P가 상쇄해 M=2Px−2P(x−L2)=PLM=2Px-2P\left(x-\dfrac{L}{2}\right)=PL로 일정하므로 최대굽힘모멘트는 PL이다.

문제 37
지름이 1.2m, 두께가 10mm인 구형 압력용기가 있다. 용기 재질의 허용인장응력이 42MPa 일 때 안전하게 사용할 수 있는 최대 내압은 약 몇 MPa 인가?
11.1
21.4
31.7
42.1
정답 및 해설

구형(구면) 압력용기의 응력은 원통 후프응력의 절반인 σ=pD4t\sigma=\dfrac{pD}{4t}다. 따라서 p=4tσD=4×0.01×421.2=1.4 MPap=\dfrac{4t\sigma}{D}=\dfrac{4\times0.01\times42}{1.2}=1.4\,\mathrm{MPa}이다.

문제 38
표점길이가 100mm, 지름이 12mm인 강재 시편에 10kN의 인장하중을 작용하였더니 변형률이 0.000253 이었다. 세로탄성계수는 약 몇 GPa 인가? (단, 시편은 선형 탄성거동을 한다고 가정한다.)
1206
2258
3303
4349
정답 및 해설

단면적이 A=π×1224=113.1 mm2A=\dfrac{\pi\times12^2}{4}=113.1\,\mathrm{mm^2}이므로 응력은 σ=10000113.1=88.4 MPa\sigma=\dfrac{10000}{113.1}=88.4\,\mathrm{MPa}이다. 훅의 법칙에서 E=σε=88.40.000253≈349 GPaE=\dfrac{\sigma}{\varepsilon}=\dfrac{88.4}{0.000253}\approx349\,\mathrm{GPa}이며, 표점길이 100mm는 계산에 쓰이지 않는 조건이다.

문제 39
보기와 같은 A, B, C 장주가 같은 재질, 같은 단면이라면 임계 좌굴화중의 관계가 옳은 것은?
  • A : 일단고정타단자유, 길이 = ℓ
  • B : 양단회전, 길이 = 2ℓ
  • C : 양단고정, 길이 = 3ℓ
1A > B > C
2A > B = C
3A = B = C
4A = B < C
정답 및 해설

좌굴하중은 Pcr=π2EILe2P_{cr}=\dfrac{\pi^2EI}{L_e^2}로 유효길이가 짧을수록 커진다. A(일단고정 타단자유, 길이 ll)는 Le=2lL_e=2l, B(양단회전, 2l2l)도 Le=2lL_e=2l, C(양단고정, 3l3l)는 Le=0.5×3l=1.5lL_e=0.5\times3l=1.5l이다. 따라서 A = B < C가 된다.

문제 40
그림과 같이 길이 10m인 단순보의 중앙에 200kN·m의 우력(couple)이 작용할 때, B지점의 반력(RB)의 크기는 몇 kN 인가?
110
220
330
440
정답 및 해설

우력(모멘트)만 작용하므로 두 반력은 크기가 같고 방향이 반대인 짝힘을 이룬다. A점에 대한 모멘트 평형 200−RB×10=0200-R_B\times10=0에서 RB=20 kNR_B=20\,\mathrm{kN}이다.

문제 41
다음 중 탈황반응을 촉진하기 위한 조건으로 틀린 것은?
1형석을 첨가한다.
2슬래그의 염기도가 높아야 한다.
3슬래그의 유동성이 좋아야 한다.
4슬래그 중의 실리카 함량이 높아야 한다.
정답 및 해설

탈황은 슬래그의 염기도가 높고 유동성이 좋을수록 잘 일어나며, 형석(CaF2)은 유동성을 높여 이를 돕는다. 반면 SiO2는 산성 산화물이라 함량이 높으면 염기도가 떨어져 탈황이 억제된다.

문제 42
스테인리스강 중 내식성이 크고 비자성이며 Fe-18%Cr-8%Ni이 대표적인 것은?
1페라이트계 스테인리스강
2석출경화계 스테인리스강
3마텐자이트계 스테인리스강
4오스테나이트계 스테인리스강
정답 및 해설

18%Cr-8%Ni이 대표 조성인 것은 오스테나이트계 스테인리스강(STS 304)이다. 상온에서도 오스테나이트 조직이 유지되어 비자성이며 내식성이 가장 우수한 반면, 페라이트계·마텐자이트계는 자성을 띤다.

문제 43
결정격자의 결함 중 면결함에 해당되는 것은?
1공동
2공공
3전위
4적층결함
정답 및 해설

적층결함은 원자면이 쌓이는 순서가 어긋난 것이라 면(2차원) 결함에 속한다. 공공과 공동은 점결함, 전위는 선결함이다.

문제 44
다음 철강 재료의 미세조직 중 경도가 가장 낮은 것은?
1마텐자이트
2페라이트
3베이나이트
4시멘타이트
정답 및 해설

페라이트는 탄소 고용도가 극히 작은 순철에 가까운 조직이어서 가장 연하고 경도가 낮다. 시멘타이트(Fe3C)와 마텐자이트가 가장 단단하며 베이나이트가 그 다음이다.

문제 45
Fe-Fe3C계 상태도에서 나타나는 상이 아닌 것은?
1오스테나이트
2페라이트
3시멘타이트
4마텐자이트
정답 및 해설

마텐자이트는 급랭으로 만들어지는 비평형(준안정) 조직이라 평형 상태도인 Fe-Fe3C계에는 나타나지 않는다. 상태도에 표시되는 상은 오스테나이트·페라이트·시멘타이트다.

문제 46
순철의 동소체가 아닌 것은?
1α철
2β철
3γ철
4δ철
정답 및 해설

순철의 동소체는 α철(BCC)·γ철(FCC)·δ철(BCC) 세 가지다. β철은 약 768℃의 자기변태를 동소변태로 오해해 붙였던 옛 이름으로, 결정구조가 α철과 같아 동소체로 보지 않는다.

문제 47
다음 금속 침투법 중 철강표면에 알루미늄을 확산 침투시키는 방법은?
1칼로라이징
2세라다이징
3크로마이징
4실리코나이징
정답 및 해설

칼로라이징은 철강 표면에 알루미늄(Al)을 확산 침투시켜 내열·내산화성을 주는 금속침투법이다. 세라다이징은 Zn, 크로마이징은 Cr, 실리코나이징은 Si를 침투시킨다.

문제 48
과포화 고용체를 상온 또는 고온에서 유지함으로 시간의 경과에 따라 합금의 성질이 변화하여 경화하는 현상은?
1상호경화
2시효경화
3분산경화
4층상경화
정답 및 해설

급랭으로 얻은 과포화 고용체에서 시간이 지나며 미세 석출물이 나와 경도가 올라가는 현상이 시효경화다. 상온에서 진행되면 자연시효, 가열해 촉진하면 인공시효라 한다.

문제 49
다음 용융 슬래그의 구성 산화물 중 가장 염기성인 것은?
1MgO
2Ti2O3
3SiO2
4Al2O3
정답 및 해설

MgO는 CaO와 함께 대표적인 염기성 산화물이다. SiO2는 산성 산화물이고 Al2O3·Ti2O3는 중성(양쪽성) 산화물로 분류된다.

문제 50
다음 금속 중 결정구조가 체심입방격자인 것은?
1Au
2Al
3Mo
4Cu
정답 및 해설

Mo는 W·V·Cr·α철과 함께 체심입방격자(BCC)다. Au·Al·Cu는 모두 면심입방격자(FCC)로 전연성이 크다.

문제 51
순금속의 용융점에서의 자유도는 얼마인가? (단, 압력은 일정하다고 가정한다.)
10
21
32
43
정답 및 해설

압력이 일정하면 깁스의 상률은 F=C−P+1F=C-P+1이다. 순금속은 성분 수 C=1C=1이고 용융점에서는 고상과 액상이 공존해 P=2P=2이므로 F=1−2+1=0F=1-2+1=0, 즉 온도가 하나로 고정된다.

문제 52
강의 적열취성을 예방하기 위해 첨가하는 성분은?
1S
2O
3Mn
4Cu
정답 및 해설

적열취성은 강 속의 황(S)이 FeS로 결정립계에 편석해 고온에서 취약해지는 현상이다. Mn을 넣으면 황과 결합해 융점이 높은 MnS가 되어 슬래그로 떠오르므로 적열취성이 방지된다.

문제 53
열처리방법과 그 내용이 일치하지 않는 것은?
1뜨임 : 인성을 부여한다.
2풀림 : 재질의 경도를 향상시킨다.
3담금질 : 급냉시켜 재질을 경화시킨다.
4불림 : 소재를 일정온도로 가열한 후 공냉시켜 조직을 표준화한다.
정답 및 해설

풀림은 서랭으로 조직을 연화·균일화하고 내부응력을 없애는 열처리라 경도는 오히려 낮아진다. 경도를 높이는 것은 급랭하는 담금질이다.

문제 54
X선의 회절현상으로 결정 구조를 확인할 수 있는 방법은?
1브래그법
2탐슨법
3탐만법
4깁스법
정답 및 해설

결정면에서 반사된 X선이 보강간섭하는 조건 2dsin⁡θ=nλ2d\sin\theta=n\lambda가 브래그 법칙이며, 회절각으로 면간거리와 결정구조를 알아낸다. 탐만법은 냉각곡선을 이용한 열분석법이다.

문제 55
용접금속에 용해된 기체성분 중 지연균열, 은점 등의 악영향을 끼치는 성분은?
1산소
2질소
3수소
4탄소
정답 및 해설

용접금속에 녹아든 수소는 냉각 후 확산·집적하면서 지연균열(비드 밑 균열)과 은점, 헤어크랙, 기공을 일으킨다. 그래서 저수소계 용접봉을 쓰고 용접봉 건조와 예열로 수소량을 줄인다.

문제 56
다음 강괴에 사용하는 탈산제 중 탈산 능력이 가장 높은 것은?
1Al
2Si
3Mn
4Cu
정답 및 해설

산소와의 친화력이 가장 큰 Al이 탈산 능력도 가장 커서 킬드강 제조의 최종 탈산제로 쓰인다. 탈산력은 Al > Si > Mn 순이고 Cu는 탈산제가 아니다.

문제 57
탄소강이 200 ~ 300℃에서 취약하게 되는 현상은?
1피로취성
2청열취성
3천이취성
4파괴취성
정답 및 해설

탄소강을 200~300℃로 가열하면 표면 산화막이 푸르게 보이면서 취약해지는데 이것이 청열취성이다. 이 온도대에서는 인장강도·경도가 최대가 되는 대신 연신율이 급격히 떨어진다.

문제 58
어느 방향으로 소성변형을 준 금속재료에 역방향으로 소성변형을 가하면 항복점이 낮아지게 되는데 이 현상을 무엇이라고 하는가?
1스즈키 효과
2코드렐 효과
3버거스 효과
4바우싱거 효과
정답 및 해설

한 방향으로 소성변형시킨 뒤 반대 방향으로 하중을 걸면 항복점이 낮아지는 현상이 바우싱거 효과다. 앞선 변형으로 쌓인 배면응력(역응력)이 반대 방향 변형을 도와주기 때문이다.

문제 59
일반적인 탄소강에서 탄소 함량이 증가할 때 나타나는 기계적 성질이 아닌 것은?
1경도가 증가한다.
2연신율이 낮아진다.
3항복점이 낮아진다.
4인장 강도가 증가한다.
정답 및 해설

탄소량이 늘면 시멘타이트가 많아져 경도·인장강도와 함께 항복점도 올라가고, 연신율·충격값은 떨어진다. 따라서 항복점이 낮아진다는 서술이 틀렸다.

문제 60
금속의 응고 과정에서 특정 성분이 특정 부분에 집중되는 현상은?
1편석
2확산
3산화
4부식
정답 및 해설

응고할 때 먼저 굳는 부분과 나중에 굳는 부분의 조성이 달라져 특정 성분이 한쪽에 몰리는 현상이 편석이다. 용질은 고상보다 액상에 남으려는 성질이 있어 마지막 응고부에 농축된다.

문제 61
연강 맞대기 이음에서 용착 금속의 인장강도가 8MPa 이고, 안전율이 6 이라면 이음의 허용응력은 약 몇 MPa 인가?
10.75
21.16
31.33
41.61
정답 및 해설

허용응력은 인장강도를 안전율로 나눈 값이다. σa=86≈1.33 MPa\sigma_a=\dfrac{8}{6}\approx1.33\,\mathrm{MPa}

문제 62
일반적인 침투 탐상 검사의 특징으로 틀린 것은?
1검사 시 온도에 민감하여 제약을 받는다.
2플라스틱, 세라믹 재료는 검사가 불가능하다.
3판독이 쉽고, 미세한 균열의 탐상이 가능하다.
4제품의 크기, 형상 등에 크게 구애를 받지 않는다.
정답 및 해설

침투탐상은 표면으로 열린 결함에 침투액이 모세관현상으로 스며드는 원리라 플라스틱·세라믹 같은 비금속도 검사할 수 있다. 다공질 재료만 부적합하며, 침투액 성능이 온도에 민감한 점은 실제 제약이 맞다.

문제 63
방사선 비파괴 검사에서 방사선 투과사진의 상의 질을 나타내는 척도로 사용되는 것은?
1계조계
2X선관
3탐촉자
4투과도계
정답 및 해설

투과사진의 상질(감도)을 판정하는 척도는 시험체 위에 함께 놓고 촬영하는 투과도계(상질 지시기, IQI)다. 계조계는 두께 차에 따른 농도 변화를 보는 보조기구, 탐촉자는 초음파탐상 부품이다.

문제 64
용접시험 중 강재 속에 유황의 분포 상태를 조사하는 시험은?
1부식 시험
2파면 시험
3화학 분석 시험
4설퍼 프린트 시험
정답 및 해설

설퍼 프린트 시험은 묽은 황산에 적신 인화지를 시험면에 밀착시켜, 황화물이 반응해 생긴 갈색 반점으로 황(S)의 분포 상태를 눈으로 확인하는 시험이다. 화학분석은 함유량만 알 뿐 분포는 알 수 없다.

문제 65
용접 시공 시 용접 방법과 시공 방법을 개선하여 비용을 절감하고자 한다. 다음 중 비용 절감 방법과 거리가 가장 먼 것은?
1용접 변형을 최소화하는 용접 순서를 택한다.
2모든 용접의 본용접 전에 가용접을 정확하게 한다.
3피복 아크 용접을 할 경우 가능한 한 짧은 용접봉을 사용한다.
4사용 가능한 용접 방법 중 용착 속도가 가장 빠른 것을 사용한다.
정답 및 해설

짧은 용접봉을 쓰면 봉 교체가 잦아져 아크 발생 횟수와 꽁다리 손실이 늘고 능률이 떨어지므로 비용 절감과 거리가 멀다. 용착속도가 빠른 용접법 선택, 변형을 줄이는 용접순서, 정확한 가용접은 모두 비용을 낮추는 방법이다.

문제 66
다음 중 용착효율을 구하는 공식은?
1
2
3
4
정답 및 해설

용착효율은 소비한 용접봉 가운데 실제로 이음에 붙은 금속이 얼마인지를 나타내는 값이다. 즉 용착금속의 중량 ÷ 용접봉의 사용중량 × 100이며, 스패터·슬래그·꽁다리 손실 때문에 항상 100%보다 작다.

문제 67
다음 잔류응력 측정법 중 정량적 방법에 속하는 것은?
1부식법
2응력 이완법
3자기적 방법
4응력 와니스법
정답 및 해설

응력 이완법은 스트레인 게이지를 붙인 부위를 잘라내 풀린 변형량을 재고 이를 응력으로 환산하므로 잔류응력을 수치로 구하는 정량적 방법이다. 부식법·자기적 방법·응력 와니스법은 균열 유무나 대략적 분포만 보는 정성적 방법이다.

문제 68
일반적인 용접순서를 결정할대 주의사항으로 틀린 것은?
1가능한 물품의 중심에 대하여 대칭으로 용접한다.
2리벳이음과 병행할 경우에는 용접이음을 먼저 한다.
3동일 평면 내에 이음이 많을 경우 수축은 가능한 가운데로 보낸다.
4가능한 수축이 큰 이음을 먼저 용접하고, 수축이 작은 이음을 나중에 한다.
정답 및 해설

동일 평면에 이음이 많을 때는 수축이 자유단(바깥) 쪽으로 빠져나가도록 순서를 정해야 하며, 가운데로 몰면 구속이 커져 균열과 변형이 심해진다. 대칭 용접, 수축이 큰 이음 먼저, 리벳과 병행 시 용접 먼저는 모두 옳은 원칙이다.

문제 69
다음 용접 기호에서 “a”가 의미하는 것은?
1목 길이
2목 두께
3용접 길이
4인접한 용접부 간격
정답 및 해설

필릿 용접 기호에서 앞에 붙는 a는 목 두께를 뜻하며, 다리 길이(목 길이)로 지시할 때는 z를 쓴다. 뒤의 n은 용접부 수, l은 용접 길이, 괄호 안의 e는 인접 용접부의 간격이다.

문제 70
본용접에 사용하는 고장력 강용 피복 아크 용접봉 중 피복제의 계통이 라임티타니아계를 나타낸 것은?
1E 5000
2E 5001
3E 5003
4E 5016
정답 및 해설

고장력강용 피복 아크 용접봉은 끝 두 자리가 피복제 계통을 나타내며 03이 라임티타니아계다. 01은 일미나이트계, 16은 저수소계, 00은 특수계다.

문제 71
용접부 부근에 냉각속도에 관한 설명으로 틀린 것은?
1모서리 용접이음 보다 T형 필릿 용접이음의 냉각속도가 빠르다.
2맞대기 용접이음 보다 T형 필릿 용접이음이 냉각속도가 느리다.
3구리는 연강보다 열전도율이 크므로 냉각속도가 빠르다.
4열령을 일정하게 할 경우 열전도율이 클수록 냉각속도가 빠르다.
정답 및 해설

T형 필릿 이음은 열이 세 방향으로 빠져나가므로 맞대기 이음보다 냉각속도가 빠르다. 그래서 T이음일수록 경화·저온균열 위험이 커져 예열이 필요하며, 열전도율이 큰 구리가 연강보다 빨리 식는 것도 같은 이유다.

문제 72
맞대기 용접, 필릿 용접 등의 비드 표면과 모재와의 경계부에 발생되는 균열로, 구속 응력이 클 때 용접부의 가장자리에서 발생하여 성장하는 균열은?
1설퍼 균열
2토(toe) 균열
3크레이터 균열
4루트(root) 균열
정답 및 해설

토(toe) 균열은 비드 표면과 모재가 만나는 지단부에 응력이 집중되어 생기는 균열로, 구속응력이 크거나 수소량이 많을 때 발생한다. 루트 균열은 개선 뿌리부, 크레이터 균열은 아크를 끊은 비드 끝 오목부에 생긴다.

문제 73
한국산업규격(KS)의 용접 기호 중 플러그 용접을 나타낸 것은?
1
2
3
4
정답 및 해설

KS(ISO) 용접 기호에서 플러그·슬롯 용접은 사각형(□)으로 나타낸다. 원(○)은 점(스폿) 용접, 원에 평행선이 겹친 기호는 심 용접, 나란한 두 세로선은 I형 맞대기 용접이다.

문제 74
구조용 강의 용접균열 중 열 영향부에 많이 생기는 균열이 아닌 것은?
1토 균열
2루트 균열
3비드 밑 균열
4크레이터 균열
정답 및 해설

크레이터 균열은 아크를 끊은 비드 끝 오목부, 즉 용착금속에 생기는 균열이라 열영향부 균열이 아니다. 토 균열·루트 균열·비드 밑 균열은 모두 열영향부에서 잘 생기는 저온균열이다.

문제 75
용접성시험 중 용접 연성 시험에 해당하는 것은?
1토퍼 시험(topper test)
2킨젤 시험(kinzel test)
3슈나트 시험(schnadt test)
4카안 인열 시험(kahn tear test)
정답 및 해설

킨젤 시험은 노치를 준 용접 시험편을 굽혀 연신량과 굽힘 거동을 보는 용접 연성시험이다. 토퍼·슈나트·카안 인열 시험은 노치 취성, 즉 취성 파괴 특성을 보는 시험이다.

문제 76
두께 5mm의 얇은 판으로 내부 압력을 받는 용기의 동체를 제작할 경우 동체의 내경이 60mm이고, 내부압력이 100N/mm2 일 때 원주방향에 대한 응력은? (단, 부식여유는 무시한다.)
166 N/mm2
2416.7 N/mm2
3600 N/mm2
41200 N/mm2
정답 및 해설

내압을 받는 얇은 원통의 원주(후프)방향 응력은 σ=pD2t\sigma=\dfrac{pD}{2t}다. 대입하면 σ=100×602×5=600 N/mm2\sigma=\dfrac{100\times60}{2\times5}=600\,\mathrm{N/mm^2}이며, 축방향 응력은 그 절반인 300N/mm2이다.

문제 77
용접 변형의 교정법 중 판두께 방향으로 수축량이 다른 것을 이용하여 교정하는 방법으로 판의 표면과 이면의 온도차를 크게 하기 위하여 표면에서 가열하는 동시에 이면에서 수냉하는 것은?
1선상 가열법
2피닝법
3점 가열법
4롤러에 의한 법
정답 및 해설

선상 가열법은 판 표면을 선을 따라 가열하면서 이면을 수냉해 두께 방향의 온도차를 크게 만들고, 그 수축량 차이로 굽힘(각) 변형을 잡는 교정법이다. 점 가열법은 국부적으로 점을 가열해 얇은 판의 변형을 펴는 방법이다.

문제 78
다음 맞대기 용접 이음 흠의 종류 중 가장 얇은 판을 용접할 때 사용하는 것은?
1I형
2H형
3U형
4X형
정답 및 해설

I형은 개선(홈)을 따로 가공하지 않고 모재를 그대로 맞대는 형태라 가장 얇은 판에 쓴다. 판이 두꺼워질수록 V형, U형, 그리고 양면을 파는 X·H형으로 가서 용착금속을 채운다.

문제 79
용접 구조물의 가용접 시 주의사항으로 틀린 것은?
1본용접과 같은 온도에서 예열한다.
2일반적인 가용접 간격은 판두께의 15~30배 정도로 한다.
3용접봉으 본용접 작업시에 사용하는 것보다 약간 가는 것을 사용한다.
4가용접의 위치는 부품의 끝, 모서리 등과 같이 응력이 집중되는 곳에 한다.
정답 및 해설

가용접(태크 용접)은 응력이 집중되는 부품의 끝이나 모서리는 피해서 배치해야 하며, 그 자리에 두면 균열의 시발점이 된다. 본용접과 같은 온도로 예열하고 본용접보다 가는 용접봉을 쓰는 것은 옳은 지침이다.

문제 80
용접설계에 설계자가 알아두어야 할 용접요령으로 틀린 것은?
1가능한 아래보기 자세로 용접하도록 할 것
2용접기 및 1차, 2차 케이블의 용량이 충분할 것
3판이 너무 두껍지 않을 경우 가능한 양면에서 용접할 수 있도록 고안할 것
4저수소계 용접봉을 이용하여 예열을 줄이거나 생략하도록 할 것
정답 및 해설

양면 용접은 판이 두꺼울 때 용착량과 변형을 줄이려고 쓰는 방법이므로, 두껍지 않을 때 양면에서 용접하도록 고안하라는 서술이 틀렸다. 아래보기 자세 우선, 케이블 용량 확보, 저수소계 용접봉으로 예열을 줄이는 것은 모두 옳은 요령이다.

문제 81
아크 용접에서 전격의 방지대책으로 틀린 것은?
1용접기 내부에 함부로 손을 대지 않는다.
2홀더나 용접봉을 맨손으로 취급하지 않는다.
3용접 작업이 끝났을 때나 장시간 중지할 때는 반드시 스위치를 차단시킨다.
4TIG 용접기의 수냉식 토치에서 냉각수가 새어나오면 냉각수를 보충하면서 용접한다.
정답 및 해설

수냉식 토치에서 냉각수가 새면 물이 도전 경로가 되어 감전(전격) 위험이 급격히 커진다. 즉시 작업을 중지하고 누수를 수리한 뒤 용접해야 하며, 냉각수를 보충해 가며 계속 용접하는 것은 금물이다.

문제 82
정격 2차 전류가 330A이고 정격 사용률이 34%인 용접기를 220A로 용접할 때, 허용 사용률은 얼마인가?
115.1%
244.4%
351.0%
476.5%
정답 및 해설

허용 사용률은 (정격 2차 전류 / 실제 용접 전류)의 제곱에 정격 사용률을 곱해 구한다. 허용 사용률=(330220)2×34=2.25×34=76.5 %\text{허용 사용률}=\left(\dfrac{330}{220}\right)^{2}\times 34=2.25\times 34=76.5\,\% 정격보다 낮은 전류로 쓰면 그만큼 연속 사용 가능 시간이 늘어난다.

문제 83
납 땜의 용제가 갖추어야 할 조건으로 틀린 것은?
1청정한 금속면의 산화를 방지할 것
2전기 저항 납땜에 사용되는 것은 부도체일 것
3용제의 유효온도 범위와 납땜의 온도가 일치할 것
4모재의 산화 피막과 같은 불순물을 제거하고 유동성이 좋을 것
정답 및 해설

전기 저항 납땜은 접합부에 전류를 흘려 발생하는 저항열로 가열하므로 용제가 도체여야 한다. 부도체를 쓰면 통전이 되지 않아 발열 자체가 일어나지 않는다.

문제 84
일반적인 오버레이 용접의 특징으로 틀린 것은?
1오버레이 층의 두께 제어가 곤란하다.
2용착속도가 높기 때문에 작업 능률이 양호하다.
3오버레이 하고자 하는 제품의 크기에 제한이 없다.
4모재와 완전한 융합을 이루기 때문에 접합강도가 높다.
정답 및 해설

오버레이 용접은 용착 조건과 위빙을 조절해 층 두께를 비교적 쉽게 제어할 수 있다. 용착속도가 높아 능률이 좋고, 모재와 야금적으로 융합되어 접합강도가 높으며 제품 크기 제한이 없다는 설명은 모두 맞다.

문제 85
밀폐된 탱크 안의 용접작업 시 안전을 위한 주의사항으로 가장 거리가 먼 것은?
1감전에 주의한다.
2고압 산소로 청소한다.
3국소 배기 장치를 설치한다.
4방진 또는 방독 마스크를 착용한다.
정답 및 해설

밀폐 공간을 고압 산소로 청소하면 산소 과잉 분위기가 되어 작은 불티에도 화재·폭발로 이어진다. 환기는 반드시 신선한 공기로 해야 하며, 국소배기장치 설치·방독(방진) 마스크 착용·감전 예방은 올바른 조치다.

문제 86
일반적인 용접의 특징으로 틀린 것은?
1재질의 변형 및 잔류 응력이 발생한다.
2품질 검사가 간단하고, 저온 취성이 생길 우려가 없다.
3제품의 성능과 수명이 향상되며 이종 재료도 접합할 수 있다.
4소음이 적어 실내에서의 작업이 가능하며, 복잡한 구조물 제작이 쉽다.
정답 및 해설

용접부는 결함이 내부에 숨어 있어 품질 검사가 어렵고 비파괴검사가 필요하며, 급열·급랭으로 조직이 취약해져 저온 취성이 생길 수 있다. 나머지 잔류응력·변형 발생, 이종 재료 접합 가능, 저소음은 용접의 실제 특징이다.

문제 87
상온에서 경계면을 국부적으로 소성 변형시켜 압접하는 방법은?
1마찰 용접(friction welding)
2초음파 용접(ultrasonic welding)
3냉간 용접(cold pressure welding)
4전자빔 용접(electron beam welding)
정답 및 해설

냉간 압접은 가열 없이 상온에서 큰 압력만으로 접촉 경계면을 국부적으로 소성 변형시켜 청정한 금속면끼리 결합시키는 방법이다. 마찰 용접·초음파 용접은 마찰열이나 진동 에너지를 이용하고, 전자빔 용접은 용융 용접이다.

문제 88
특수 절단의 분류 중 분말 절단에 대한 설명으로 틀린 것은?
1절단면은 가스 절단면에 비하여 매끄럽다.
2분말 절단에는 철분 절단과 용제 절단이 있다.
3용제 절단은 주로 스테인리스강의 절단에 쓰인다.
4철분 절단은 200메시(mesh) 정도의 철분에 알루미늄 분말을 배합하여 절단한다.
정답 및 해설

분말 절단은 철분·용제가 함께 반응하며 절단하므로 절단면이 가스 절단면보다 거칠다. 철분 절단은 200메시 정도의 철분에 알루미늄 분말을 배합해 그 산화열로 절단하고, 용제 절단은 산화물의 융점이 높은 스테인리스강 절단에 쓴다.

문제 89
일반적인 가스메탈 아크용접의 특징으로 옳은 것은?
1전류 밀도가 낮기 때문에 용입이 얕다.
2용접 장비가 가벼워서 이동이 쉽고, 구조가 간단하여 장비의 고장률이 낮다.
3용접 토치가 용접부에 접근하기 곤란한 조건에서는 용접이 불가능하다.
4바람이 부는 곳에서 용접 시 보호가스가 보호역할을 충분히 하므로 방풍막을 설치하지 않아도 된다.
정답 및 해설

GMAW는 토치(노즐)가 커서 좁은 틈이나 접근이 곤란한 부위는 용접이 불가능하다. 전류밀도가 높아 용입이 깊고, 장비는 무겁고 구조가 복잡하며, 보호가스가 바람에 날리므로 옥외에서는 방풍막이 필요하다.

문제 90
연강용 피복 아크 용접봉 중 고산화티탄계 용접봉의 일반적인 특징으로 틀린 것은?
1고압 용기, 후판 중구조물 용접에 적합하다.
2피복제에 35% 정도의 산화티탄을 함유한다.
3아크는 안정되며 스패터가 적고 슬래그의 박리성이 양호하다.
4내균열성이 불량하고 고온 균열을 일으키기 쉬운 결점이 있다.
정답 및 해설

고산화티탄계(E4313)는 내균열성이 낮아 후판·고압 용기 같은 중구조물에는 부적합하고, 비드 외관이 좋아 박판이나 마무리 층에 쓴다. 고압 용기·후판 중구조물에는 내균열성이 우수한 저수소계(E4316)를 사용한다.

문제 91
연납에 대한 설명으로 틀린 것은?
1주석-납을 가장 많이 사용한다.
2용융점이 낮고 납땜이 용이하다.
3전기적인 접합, 기밀, 수밀을 필요로 하는 장소에 사용한다.
4기계적 강도가 높으므로 강도를 필요로 하는 부분에 적당하다.
정답 및 해설

연납은 용융점이 낮아 작업은 쉽지만 기계적 강도가 약해 힘을 받는 부분에는 쓸 수 없다. 주석-납 합금이 대표적이며 전기 접속, 기밀·수밀 목적의 접합에 주로 사용한다.

문제 92
연강용 피복 아크 용접봉의 종류 중 E4324의 피복제 계통은?
1철분산화철계
2라임티타니아계
3고셀룰로오스계
4철분산화티탄계
정답 및 해설

용접봉 기호의 끝 두 자리가 피복제 계통을 나타내며 E4324는 철분산화티탄계이다. 참고로 E4327은 철분산화철계, E4303은 라임티타니아계, E4311은 고셀룰로오스계다.

문제 93
용접안전관리에서 화재 및 폭발의 방지 조치로 옳지 않은 것은?
1대기 중에 가연성 가스를 누설 또는 방출할 것
2필요한 곳에 화재를 진화하기 위한 방화 설비를 설치할 것
3배관 또는 기기에서 가연성 증기의 누출 여부를 철저히 점검할 것
4인화성 액체의 반응 또는 취급은 폭발 한계 범위 이외의 농도로 할 것
정답 및 해설

가연성 가스를 대기 중에 누설·방출하는 것 자체가 화재·폭발의 원인이므로 방지 조치가 될 수 없다. 누출 여부 점검, 방화 설비 설치, 폭발 한계 범위 밖의 농도 유지가 올바른 조치다.

문제 94
TIG 용접 시 산화 방지를 위한 뒷받침(backing)이 아닌 것은?
1용제 뒷받침(flux backing)
2금속 뒷받침(metal backing)
3컴퍼지션 뒷받침(composition backing)
4불활성 가스 뒷받침(inert gas backing)
정답 및 해설

TIG 용접에서 이면(뒷면) 산화를 막는 뒷받침으로는 불활성 가스 뒷받침, 용제 뒷받침, 금속(구리 등) 뒷받침이 쓰인다. 컴퍼지션 뒷받침은 여기에 해당하지 않는다.

문제 95
일반적인 마찰용접의 특징으로 틀린 것은?
1작업능률이 높고 변형의 발생이 적다.
2용접시간이 길고 치수의 정밀도가 낮다.
3국부 가열이므로 열영향부가 좁고 이음 성능이 좋다.
4취급과 조작이 간단하고 이종 금속의 접합이 가능하다.
정답 및 해설

마찰용접은 회전 마찰열로 순식간에 접합되므로 용접시간이 짧고 치수 정밀도가 높다. 국부 가열이라 열영향부가 좁고 변형이 적으며 이종 금속 접합도 가능하다.

문제 96
가스 용접기 설치 및 불꽃 조정에 관한 내용으로 틀린 것은?
1용접 토치에 호스 밴드를 사용하여 단단히 호스를 접속한다.
2압력 조정기를 각각의 용기에 가스의 누설이 없도록 정확하게 설치한다.
3토치에 점화를 한 후 산소 밸브를 조금씩 열어 산소를 증가시켜 중성 불꽃으로 조정한다.
4각부의 접속이 완료되면 고압밸브, 압력 조정기를 열어 사용 압력으로 조정한 후 가스 불꽃을 사용하여 모든 접속부에 가스 누설의 유무를 점검한다.
정답 및 해설

가스 누설 점검은 비눗물(발포액)로 해야 하며, 가스 불꽃을 접속부에 대는 점검은 화재·폭발을 부른다. 호스 밴드로 단단히 접속, 압력 조정기의 누설 없는 설치, 점화 후 산소를 조금씩 늘려 중성 불꽃으로 조정하는 것은 올바른 절차다.

문제 97
가스용접으로 주철을 용접할 때 사용되는 용제로 거리가 먼 것은?
1붕사
2염화나트륨
3탄산나트륨
4탄산수소나트륨
정답 및 해설

주철의 가스용접 용제는 붕사·탄산나트륨·탄산수소나트륨을 조합해 쓴다. 염화나트륨은 알루미늄이나 구리합금용 용제 성분으로 주철에는 사용하지 않는다.

문제 98
다음 가스용접용 연료가스 중 산소와 화합할 때 불꽃 온도가 가장 낮은 것은?
1H2
2CH4
3C2H2
4C3H8
정답 및 해설

산소와 화합할 때의 최고 불꽃온도는 아세틸렌(C2H2) 약 3430℃ > 수소(H2) 약 2900℃ > 프로판(C3H8) 약 2820℃ > 메탄(CH4) 약 2700℃ 순이다. 따라서 가장 낮은 것은 메탄이다.

문제 99
아크용접에서 위빙비드(weaving bead)의 위빙 폭은 용접봉 지름의 몇 배로 하는 것이 좋은가?
12 ~ 3배
24 ~ 5배
36 ~ 7배
48 ~ 9배
정답 및 해설

위빙 폭이 너무 넓으면 용융금속이 처지고 언더컷·슬래그 혼입이 생기므로, 용접봉(심선) 지름의 2~3배 이내로 제한한다.

문제 100
로봇용접에 사용되는 일반적인 로봇 중 미리 설정된 정보(순서, 조건 및 위치 등)에 따라 동작의 각 단계를 순차적으로 진행하는 것은?
1조종 로봇
2지능 로봇
3시퀀스 로봇
4감각 제어 로봇
정답 및 해설

시퀀스 로봇은 미리 설정된 순서·조건·위치 정보에 따라 동작의 각 단계를 차례대로 진행하는 로봇이다. 감각 제어 로봇은 센서 정보로, 지능 로봇은 스스로 판단해 동작을 바꾼다는 점이 다르다.

용접기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
21년 1회차
총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
이미 가공되어 있는 구멍에 다소 큰 강철 볼을 압입하여 통과시켜서 가공물의 표면을 소성 변형시켜 정밀도가 높은 면을 얻는 가공법은?
1버핑(buffing)
2버니싱(burnishing)
3숏 피닝(shot peening)
4배럴 다듬질(barrel finishing)
정답 및 해설

이미 뚫린 구멍에 약간 큰 강철 볼을 압입해 통과시키며 표면을 소성변형으로 다듬는 가공이 버니싱이다. 숏 피닝은 강구를 고속으로 분사해 표면에 압축 잔류응력을 주어 피로강도를 높이는 것이라 목적이 다르다.

문제 2
일반적으로 연성재료를 절삭 깊이가 깊고 저속 절삭할 때 발생하는 칩의 종류는?
1균열형 칩
2유동형 칩
3열단형 칩
4전단형 칩
정답 및 해설

연성재료를 저속·깊은 절삭깊이로 깎으면 칩이 연속으로 흐르지 못하고 일정 간격마다 층으로 미끄러지는 전단형 칩이 된다. 유동형 칩은 반대로 연성재료를 고속·얕은 절삭깊이·큰 경사각으로 절삭할 때 생기고, 균열형·열단형은 취성재료에서 나타난다.

문제 3
선반 구조의 4대 주요구성 부분은?
1주축대, 왕복대, 심압대, 베드
2척, 면판, 바이트, 맨드릴
3전동기, 다리, 주축, 회전치차
4베드, 안내면, 리드 나사, 감속장치
정답 및 해설

선반의 4대 주요 구성부는 주축대·왕복대·심압대·베드다. 척·면판·맨드릴은 공작물을 물리는 부속장치이고 바이트는 절삭공구여서 본체 구성부가 아니다.

문제 4
절삭공구의 여유각이 작아 측면과 공작물과의 마찰에 의해 발생되는 마모는?
1치핑(chipping)
2구성인선(built-up edge)
3플랭크 마모(flank wear)
4크레이터 마모(crater wear)
정답 및 해설

여유각이 작아 공구의 여유면(측면)이 가공면과 비벼지며 닳는 것이 플랭크 마모다. 칩이 흘러나가는 경사면이 움푹 파이는 것은 크레이터 마모, 날 끝이 국부적으로 떨어져 나가는 것은 치핑이다.

문제 5
주조방법 중 이산화탄소법(CO2법)의 주형 방법 및 특징으로 틀린 것은?
1복잡한 형상의 코어 제작에 적합하고 치수 정밀도가 높다.
2CO2가스를 10 ~ 20기압으로 10분 이상 주입시킨다.
3주조 후 붕괴성을 좋게 하기 위하여 시콜(sea coal), 톱밥 등의 첨가 재료를 사용한다.
4규사에 규산나트륨(Na2SiO3)을 주성분으로 한 점결제 4~6%를 첨가한 주물사로 주형을 만든다.
정답 및 해설

CO2법은 규산나트륨을 점결제로 쓴 주형에 CO2를 불어넣어 굳히는데, 수 기압 이하의 낮은 압력으로 수십 초면 경화가 끝난다. 따라서 10~20기압으로 10분 이상 주입한다는 서술이 사실과 다르다.

문제 6
용접의 분류에서 아크용접이 아닌 것은?
1MIG 용접
2스터드 용접
3TIG 용접
4저항 용접
정답 및 해설

저항 용접은 접합부에 전류를 흘려 생긴 저항열로 녹이면서 가압해 붙이는 압접이며 아크를 쓰지 않는다. MIG·TIG·스터드 용접은 모두 아크열을 이용하는 아크용접이다.

문제 7
압연공정에서 압연하기 전 원재료의 두께를 50mm, 압연 후 재료의 두께를 30mm로 한다면 압하율은 얼마인가?
120%
230%
340%
450%
정답 및 해설

압하율은 두께 감소량을 압연 전 두께로 나눈 값이다. 50−3050×100=40%\dfrac{50-30}{50}\times100=40\%

문제 8
절삭 가공 시 절삭유(cutting fluid)의 역할로 틀린 것은?
1공구와 칩의 친화력을 돕는다.
2공구나 공작물의 냉각을 돕는다.
3공작물의 표면조도 향상을 돕는다.
4공작물과 공구의 마찰감소를 돕는다.
정답 및 해설

절삭유는 공구와 칩이 들러붙는 것을 막는 윤활·냉각제이므로 친화력을 돕는다는 설명은 정반대다. 친화력이 커지면 오히려 구성인선이 생겨 표면조도가 나빠진다.

문제 9
리드 스크루의 나사산의 수가 1인치에 6산 선반에서 8산 공작물 나사를 가공 시 변환 기어는? (단, A는 주축 연결기어, C는 어미나사 연결기어이다.)
1A = 40, C = 50
2A = 50, C = 40
3A = 40, C = 30
4A = 30, C = 40
정답 및 해설

변환기어비는 깎을 나사의 피치 ÷ 리드 스크루의 피치다. 리드 스크루는 1인치 6산이라 피치가 16\dfrac{1}{6}인치, 공작물은 8산이라 18\dfrac{1}{8}인치이므로 AC=1/81/6=68=3040\dfrac{A}{C}=\dfrac{1/8}{1/6}=\dfrac{6}{8}=\dfrac{30}{40}이 된다.

문제 10
가공물의 2개 이상 면에 구멍을 뚫을 때 또는 기준면을 설정할 때 적합하며 공작물의 전체 면이 지그로 둘러싸인 것으로서 공작물을 한번 고정하면 지그를 회전시켜 가면서 전면을 가공할 수 있는 지그는?
1평 지그
2사선 지그
3박스 지그
4텝플레이트 지그
정답 및 해설

공작물을 상자처럼 감싸 한 번 고정한 채 지그를 돌려가며 여러 면을 가공할 수 있는 것이 박스 지그다. 평 지그·템플레이트 지그는 한쪽 면 가공이나 위치 표시용이어서 2개 이상 면의 구멍 가공에는 부적합하다.

문제 11
다음 중 각도 측정 게이지가 아닌 것은?
1하이트 게이지
2오토 콜리메이터
3수준기
4사인바
정답 및 해설

하이트 게이지는 정반 위에서 높이를 재거나 금긋기를 하는 길이 측정기다. 사인바·수준기·오토 콜리메이터는 모두 각도(경사)를 측정하는 기구다.

문제 12
다음 중 자유단조의 기본 작업 방법에 해당하지 않는 것은?
1늘이기(drawing)
2업세팅(up-setiing)
3굽히기(bending)
4스피닝(spinning)
정답 및 해설

자유단조의 기본 작업은 늘이기·업세팅·굽히기·단짓기·구멍뚫기·절단 등이다. 스피닝은 회전하는 판재를 롤러로 눌러 성형하는 판금가공이라 자유단조에 속하지 않는다.

문제 13
스플라인 구멍의 홈을 가공하거나 복잡한 형상의 구멍을 정밀하게 가공할 수 있고, 대량생산하기에 적합한 공작기계는?
1보링머신
2슬로팅 머신
3브로칭 머신
4펠로즈 기어 셰이퍼
정답 및 해설

브로칭 머신은 날이 단계적으로 커지는 브로치를 한 번 통과시켜 스플라인 홈이나 이형 구멍을 단번에 완성하므로 대량생산에 적합하다. 슬로팅 머신은 한 날로 왕복 절삭해 능률이 크게 떨어진다.

문제 14
초음파 가공에 대한 설명으로 틀린 것은?
1부도체는 가공할 수 없다.
2공구 이외에는 마모부품이 거의 없다.
3경도가 높고 취성이 큰 공작물도 가공할 수 있다.
4구멍을 가공하기 쉽다.
정답 및 해설

초음파 가공은 공구의 진동과 지립으로 재료를 깎아내는 방식이라 전기가 통하지 않는 유리·세라믹 같은 부도체도 가공된다. 재료가 도전성이어야 하는 것은 방전가공 쪽이다.

문제 15
정밀 입자 가공을 한 공작물의 특징으로 옳은 것은?
1고 정밀도를 얻을 수 없다.
2가공면에 내식성과 내 마멸성이 증가한다.
3내 마모성이 증가하고 내식성이 나빠진다.
4내식성이 증가하나 내 마모성이 나빠진다.
정답 및 해설

래핑·호닝·슈퍼피니싱 같은 정밀 입자 가공은 표면의 미세 요철을 없애 다듬질면을 매끈하게 만든다. 그 결과 부식의 기점과 마찰이 함께 줄어 내식성과 내마멸성이 모두 증가한다.

문제 16
담금질한 강을 상온 이하의 적합한 온도로 냉각시켜 잔류 오스테나이트를 마텐자이트 조직으로 변화시키는 것을 목적으로 하는 열처리 방법은?
1심랭 처리
2가공 경화법 처리
3가스 침탄법 처리
4석출 경화법 처리
정답 및 해설

담금질 후 남은 잔류 오스테나이트를 0℃ 이하로 냉각해 마텐자이트로 바꾸는 열처리가 심랭 처리(서브제로 처리)다. 경도를 높이고 게이지류의 경년 치수변화를 막는 데 쓴다.

문제 17
다음 용접 중 용접전류, 통진시간 및 가압력이 중요한 용접 조건이 되는 것은?
1테르밋 용접(thermit welding)
2스폿 용접(sopt welding)
3가스 용접(gas welding)
4아크 용접(arc welding)
정답 및 해설

스폿 용접은 저항용접이므로 용접전류·통전시간·가압력이 3대 용접조건이다. 테르밋·가스·아크 용접은 가압력이 용접조건에 들어가지 않는다.

문제 18
강을 서시히 냉각시켜 조직을 균일하게 하고 내부응력을 제거하며 재질을 연하게 하는 열처리는?
1담금질(quenching)
2뜨임(tempering)
3풀림(annealing)
4불림(normalizing)
정답 및 해설

풀림은 가열 후 노 안에서 서서히 냉각해 조직을 균일화하고 내부응력을 없애며 재질을 연하게 하는 열처리다. 불림은 공랭으로 조직을 표준화하는 것이고, 담금질은 급랭이라 오히려 경화된다.

문제 19
NC 프로그램 작성 시 사용하는 기능과 그 주소가 다른 것은?
1이송기능 : S
2공구기능 : T
3보조기능 : M
4준비기능 : G
정답 및 해설

NC에서 이송기능의 주소는 F이고, S는 주축 회전수(주축기능)를 지령한다. T(공구)·M(보조)·G(준비)는 기능과 주소가 옳게 짝지어져 있다.

문제 20
코어가 없이 원통형 주물을 제조할 수 있는 주조 방법은?
1연속주조방법
2원심주조방법
3저압주조방법
4다이캐스팅법
정답 및 해설

원심주조는 주형을 고속 회전시켜 쇳물을 원심력으로 벽면에 밀착시키므로 코어 없이 관·라이너 같은 중공 원통 주물을 얻는다. 안지름은 주입하는 쇳물 양으로 조절되고, 불순물은 안쪽에 모여 조직이 치밀해진다.

문제 21
외팔보의 자유단에 하중 P가 작용할 때, 이 보의 굽힘에 의한 탄성 변형에너지를 구하면? (단, 보의 굽힘강성 EI는 일정하다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

자유단에서 x만큼 떨어진 단면의 굽힘모멘트가 M=PxM=Px이므로 굽힘 변형에너지는 U=∫0LM22EIdx=∫0L(Px)22EIdx=P2L36EIU=\int_0^L\dfrac{M^2}{2EI}dx=\int_0^L\dfrac{(Px)^2}{2EI}dx=\dfrac{P^2L^3}{6EI}이다. 에너지식이므로 분자에 하중이 제곱으로 들어가며, PL33EI\dfrac{PL^3}{3EI}는 에너지가 아니라 자유단 처짐량이다.

문제 22
그림과 같이 반지름 r인 반원형 단면을 갖는 단순보가 일정한 굽힘모멘트를 받고 있을 때, 최대인장응력(σt)과 최대압축응력(σc)의 비(σt/σc)는? (단, e1과 e2는 단면 도심까지의 거리이며, 최대인장응력은 단면의 하단에서, 최대압축응력은 단면의 상단에서 발생한다.)
10.737
20.651
30.534
40.425
정답 및 해설

반원 단면의 도심은 평평한 하단에서 e1=4r3π≈0.424re_1=\dfrac{4r}{3\pi}\approx0.424r, 원호 정점까지는 e2=r−4r3π≈0.576re_2=r-\dfrac{4r}{3\pi}\approx0.576r이다. 굽힘응력은 도심으로부터의 거리에 비례하므로 σtσc=e1e2=0.4240.576≈0.737\dfrac{\sigma_t}{\sigma_c}=\dfrac{e_1}{e_2}=\dfrac{0.424}{0.576}\approx0.737이다.

문제 23
그림과 같이 균일한 단면을 가진 봉에서 자중에 의한 처짐(신장량)을 옳게 설명한 것은?
1비중량에 반비례한다.
2길이에 정비례한다.
3세로탄성계수에 정비례한다.
4단면적과는 무관하다.
정답 및 해설

자중만 받는 균일단면 봉의 신장량은 δ=WL2AE=γL22E\delta=\dfrac{WL}{2AE}=\dfrac{\gamma L^2}{2E}이며, 자중 W=γALW=\gamma AL을 넣는 순간 단면적 A가 약분된다. 따라서 단면적과 무관하고, 길이의 제곱에 비례하며 비중량에 정비례·세로탄성계수에 반비례한다.

문제 24
단면 치수가 8mm×24mm 인 강대가 인장력 P = 15kN을 받고 있다. 그림과 같이 30° 경사진 면에 작용하는 수직응력은 약 몇 MPa 인가?
119.5
229.5
345.3
472.6
정답 및 해설

단면적이 A=8×24=192 mm2A=8\times24=192\,\mathrm{mm^2}이므로 축방향 응력은 σ=15000192=78.1 MPa\sigma=\dfrac{15000}{192}=78.1\,\mathrm{MPa}이다. 경사면이 하중축과 30°를 이루면 그 법선은 하중축과 60°이므로 σn=σcos⁡260∘=78.1×0.25≈19.5 MPa\sigma_n=\sigma\cos^2 60^\circ=78.1\times0.25\approx19.5\,\mathrm{MPa}이다.

문제 25
그림과 같은 보의 양단에서 경사각의 비(θA/θB)가 3/4이면, 하중 P의 위치 즉 B점으로부터 거리 b는 얼마인가? (단, 보의 전체길이는 L 이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

단순보에 집중하중이 작용할 때 양단 처짐각은 θA=Pab(L+b)6LEI\theta_A=\dfrac{Pab(L+b)}{6LEI}, θB=Pab(L+a)6LEI\theta_B=\dfrac{Pab(L+a)}{6LEI}이므로 그 비는 (L+b) : (L+a)로 간단해진다. a=L−ba=L-b를 넣어 L+b2L−b=34\dfrac{L+b}{2L-b}=\dfrac{3}{4}를 풀면 7b=2L7b=2L, 즉 b=27Lb=\dfrac{2}{7}L이다.

문제 26
바깥지름 4cm, 안지름 2cm의 속이 빈 원형축에 10MPa의 최대전단응력이 생기도록 하려면 비틀림 모멘트의 크기는 약 몇 N·m로 해야 하는가?
154
2212
3135
4118
정답 및 해설

중공 원형축의 극단면계수는 Zp=π(d24−d14)16d2=π(0.044−0.024)16×0.04=1.178×10−5 m3Z_p=\dfrac{\pi(d_2^4-d_1^4)}{16d_2}=\dfrac{\pi(0.04^4-0.02^4)}{16\times0.04}=1.178\times10^{-5}\,\mathrm{m^3}이다. 따라서 T=τZp=10×106×1.178×10−5≈118 N⋅mT=\tau Z_p=10\times10^6\times1.178\times10^{-5}\approx118\,\mathrm{N\cdot m}이다.

문제 27
단면적이 A, 탄성계수가 E, 길이가 L 인 막대에 길이방향의 인장하중을 가하여 그 길이가 δ 만큼 늘어났다면, 이 때 저장된 탄성변형 에너지는?
1
2
3
4
정답 및 해설

선형 탄성 구간에서 저장되는 변형에너지는 하중-변형 선도의 삼각형 넓이, 즉 U=12PδU=\dfrac{1}{2}P\delta다. 여기에 P=AEδLP=\dfrac{AE\delta}{L}를 대입하면 U=AEδ22LU=\dfrac{AE\delta^2}{2L}이며, 분모의 2가 빠진 식은 답이 될 수 없다.

문제 28
그림과 같은 사각형 단면에서 직교하는 2층 응력 σx= 200MPa, σy = -200MPa 이 작용할 때, 경사면(a-b)에서 발생하는 전단변형률의 크기는 약 얼마인가? (단, 재료의 전단탄성계수는 80GPa이고, 경사각(θ)는 45°이다.)
10.003125
20.0025
30.001875
40.00125
정답 및 해설

σx=200\sigma_x=200, σy=−200 MPa\sigma_y=-200\,\mathrm{MPa}은 순수전단 상태이며, 45° 경사면의 전단응력은 τ=σx−σy2sin⁡2θ=200−(−200)2=200 MPa\tau=\dfrac{\sigma_x-\sigma_y}{2}\sin 2\theta=\dfrac{200-(-200)}{2}=200\,\mathrm{MPa}이다. 따라서 전단변형률은 γ=τG=20080×103=0.0025\gamma=\dfrac{\tau}{G}=\dfrac{200}{80\times10^3}=0.0025이다.

문제 29
그림과 같이 4kN/cm의 균일분포하중을 받는 일단 고정 타단 지지보에서 B점에서의 모멘트 MB는 약 몇 kN·m인가? (단, 균일단면보이며, 굽힘강성(EI)은 일정하다.)
1800
22400
33200
44800
정답 및 해설

일단 고정·타단 지지된 부정정보가 등분포하중을 받으면 고정단 모멘트는 wL2/8이다. w=4 kN/cm=400 kN/mw=4\,\mathrm{kN/cm}=400\,\mathrm{kN/m}, L=8 mL=8\,\mathrm{m}이므로 MB=400×828=3200 kN⋅mM_B=\dfrac{400\times8^2}{8}=3200\,\mathrm{kN\cdot m}이다.

문제 30
그림과 같이 외팔보의 자유단에 집중하중 P와 굽힘모멘트 Mo가 동시에 작용할 때 그 자유단의 처짐은 얼마인가? (단, 보의 굽힘 강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

두 하중의 효과를 중첩해서 더한다. 집중하중에 의한 자유단 처짐은 Pl33EI\dfrac{Pl^3}{3EI}, 자유단 모멘트에 의한 처짐은 Mol22EI\dfrac{M_o l^2}{2EI}이므로 합은 δ=Mol22EI+Pl33EI\delta=\dfrac{M_o l^2}{2EI}+\dfrac{Pl^3}{3EI}이다.

문제 31
원형막대의 비틀림을 이용한 토션바(torsionbar) 스프링에서 길이와 지름을 모두 10%씩 증가시킨다면 토션바의 비틀림강성(torsional stiffness, 비틀림 토크/비틀림 각도)은 약 몇 배로 되겠는가?
11.1 배
21.21 배
31.33 배
41.46 배
정답 및 해설

비틀림강성은 k=Tθ=GIpL=Gπd432Lk=\dfrac{T}{\theta}=\dfrac{GI_p}{L}=\dfrac{G\pi d^4}{32L}이므로 지름의 4제곱에 비례하고 길이에 반비례한다. 둘을 모두 10% 늘리면 1.141.1=1.13≈1.33\dfrac{1.1^4}{1.1}=1.1^3\approx1.33배가 된다.

문제 32
강 합금에 대한 응력-변형률 선도가 그림과 같다. 세로탄성계수(E)는 약 얼마인가?
1162.5 MPa
2615.4 MPa
3162.5 GPa
4615.4 GPa
정답 및 해설

세로탄성계수는 응력-변형률 선도에서 직선부의 기울기다. 직선이 끝나는 ε=0.0016\varepsilon=0.0016에서 σ=260 MPa\sigma=260\,\mathrm{MPa}이므로 E=2600.0016=162500 MPa=162.5 GPaE=\dfrac{260}{0.0016}=162500\,\mathrm{MPa}=162.5\,\mathrm{GPa}이다.

문제 33
지름 3mm의 철사로 코일의 평균지름 75mm인 압축코일 스프링을 만들고자 한다. 하중 10N에 대하여 3cm의 처짐량을 생기게 하려면 감은 횟수(n)는 대략 얼마로 해야 하는가? (단, 철사의 가로탄성계수는 88GPa 이다.)
1n = 9.9
2n = 8.5
3n = 5.2
4n = 6.3
정답 및 해설

압축 코일 스프링의 처짐은 δ=8nPD3Gd4\delta=\dfrac{8nPD^3}{Gd^4}이므로 감김 수는 n=δGd48PD3n=\dfrac{\delta Gd^4}{8PD^3}이다. 대입하면 n=0.03×88×109×(0.003)48×10×(0.075)3≈6.3n=\dfrac{0.03\times88\times10^9\times(0.003)^4}{8\times10\times(0.075)^3}\approx6.3이다.

문제 34
그림과 같은 직사각형 단면에서 x, y축이 도심을 통과할 때 극관성 모멘트는 약 몇 cm4 인가? (단, b=6cm, h=12cm 이다.)
11080
23240
39270
412960
정답 및 해설

극관성모멘트는 직교하는 두 축의 단면 2차 모멘트의 합이다. Ip=Ix+Iy=bh312+hb312=6×12312+12×6312=864+216=1080 cm4I_p=I_x+I_y=\dfrac{bh^3}{12}+\dfrac{hb^3}{12}=\dfrac{6\times12^3}{12}+\dfrac{12\times6^3}{12}=864+216=1080\,\mathrm{cm^4}이다.

문제 35
그림에서 784.8N과 평형을 유지하기 위한 힘 F1과 F2는?
1F1 = 395.2N, F2 = 632.4N
2F1 = 790.4N, F2 = 632.4N
3F1 = 790.4N, F2 = 395.2N
4F1 = 632.4N, F2 = 395.2N
정답 및 해설

F2는 3:4:5 방향이라 방향여현이 (0.8, 0.6)이고, F1은 x축과 120°를 이룬다. x방향 평형 −F1cos⁡60∘+0.8F2=0-F_1\cos 60^\circ+0.8F_2=0에서 F1=1.6F2F_1=1.6F_2, 이를 y방향 평형 F1sin⁡60∘+0.6F2=784.8F_1\sin 60^\circ+0.6F_2=784.8에 넣으면 1.9856F2=784.81.9856F_2=784.8이다. 따라서 F2=395.2N, F1=632.4N이다.

문제 36
그림과 같이 외팔보에서 하중 2P가 두 군데 각각 작용할 때 이 보에 작용하는 최대굽힘모멘트의 크기는?
1PL/3
2PL/2
3PL
42PL
정답 및 해설

자유단에서 x만큼 떨어진 단면을 보면, 자유단의 위 방향 2P만 작용하는 구간에서 M=2PxM=2Px가 되어 x=L2x=\dfrac{L}{2}에서 PLPL에 이른다. 그보다 안쪽에서는 아래로 작용하는 2P가 상쇄해 M=2Px−2P(x−L2)=PLM=2Px-2P\left(x-\dfrac{L}{2}\right)=PL로 일정하므로 최대굽힘모멘트는 PL이다.

문제 37
지름이 1.2m, 두께가 10mm인 구형 압력용기가 있다. 용기 재질의 허용인장응력이 42MPa 일 때 안전하게 사용할 수 있는 최대 내압은 약 몇 MPa 인가?
11.1
21.4
31.7
42.1
정답 및 해설

구형(구면) 압력용기의 응력은 원통 후프응력의 절반인 σ=pD4t\sigma=\dfrac{pD}{4t}다. 따라서 p=4tσD=4×0.01×421.2=1.4 MPap=\dfrac{4t\sigma}{D}=\dfrac{4\times0.01\times42}{1.2}=1.4\,\mathrm{MPa}이다.

문제 38
표점길이가 100mm, 지름이 12mm인 강재 시편에 10kN의 인장하중을 작용하였더니 변형률이 0.000253 이었다. 세로탄성계수는 약 몇 GPa 인가? (단, 시편은 선형 탄성거동을 한다고 가정한다.)
1206
2258
3303
4349
정답 및 해설

단면적이 A=π×1224=113.1 mm2A=\dfrac{\pi\times12^2}{4}=113.1\,\mathrm{mm^2}이므로 응력은 σ=10000113.1=88.4 MPa\sigma=\dfrac{10000}{113.1}=88.4\,\mathrm{MPa}이다. 훅의 법칙에서 E=σε=88.40.000253≈349 GPaE=\dfrac{\sigma}{\varepsilon}=\dfrac{88.4}{0.000253}\approx349\,\mathrm{GPa}이며, 표점길이 100mm는 계산에 쓰이지 않는 조건이다.

문제 39
보기와 같은 A, B, C 장주가 같은 재질, 같은 단면이라면 임계 좌굴화중의 관계가 옳은 것은?
  • A : 일단고정타단자유, 길이 = ℓ
  • B : 양단회전, 길이 = 2ℓ
  • C : 양단고정, 길이 = 3ℓ
1A > B > C
2A > B = C
3A = B = C
4A = B < C
정답 및 해설

좌굴하중은 Pcr=π2EILe2P_{cr}=\dfrac{\pi^2EI}{L_e^2}로 유효길이가 짧을수록 커진다. A(일단고정 타단자유, 길이 ll)는 Le=2lL_e=2l, B(양단회전, 2l2l)도 Le=2lL_e=2l, C(양단고정, 3l3l)는 Le=0.5×3l=1.5lL_e=0.5\times3l=1.5l이다. 따라서 A = B < C가 된다.

문제 40
그림과 같이 길이 10m인 단순보의 중앙에 200kN·m의 우력(couple)이 작용할 때, B지점의 반력(RB)의 크기는 몇 kN 인가?
110
220
330
440
정답 및 해설

우력(모멘트)만 작용하므로 두 반력은 크기가 같고 방향이 반대인 짝힘을 이룬다. A점에 대한 모멘트 평형 200−RB×10=0200-R_B\times10=0에서 RB=20 kNR_B=20\,\mathrm{kN}이다.

문제 41
다음 중 탈황반응을 촉진하기 위한 조건으로 틀린 것은?
1형석을 첨가한다.
2슬래그의 염기도가 높아야 한다.
3슬래그의 유동성이 좋아야 한다.
4슬래그 중의 실리카 함량이 높아야 한다.
정답 및 해설

탈황은 슬래그의 염기도가 높고 유동성이 좋을수록 잘 일어나며, 형석(CaF2)은 유동성을 높여 이를 돕는다. 반면 SiO2는 산성 산화물이라 함량이 높으면 염기도가 떨어져 탈황이 억제된다.

문제 42
스테인리스강 중 내식성이 크고 비자성이며 Fe-18%Cr-8%Ni이 대표적인 것은?
1페라이트계 스테인리스강
2석출경화계 스테인리스강
3마텐자이트계 스테인리스강
4오스테나이트계 스테인리스강
정답 및 해설

18%Cr-8%Ni이 대표 조성인 것은 오스테나이트계 스테인리스강(STS 304)이다. 상온에서도 오스테나이트 조직이 유지되어 비자성이며 내식성이 가장 우수한 반면, 페라이트계·마텐자이트계는 자성을 띤다.

문제 43
결정격자의 결함 중 면결함에 해당되는 것은?
1공동
2공공
3전위
4적층결함
정답 및 해설

적층결함은 원자면이 쌓이는 순서가 어긋난 것이라 면(2차원) 결함에 속한다. 공공과 공동은 점결함, 전위는 선결함이다.

문제 44
다음 철강 재료의 미세조직 중 경도가 가장 낮은 것은?
1마텐자이트
2페라이트
3베이나이트
4시멘타이트
정답 및 해설

페라이트는 탄소 고용도가 극히 작은 순철에 가까운 조직이어서 가장 연하고 경도가 낮다. 시멘타이트(Fe3C)와 마텐자이트가 가장 단단하며 베이나이트가 그 다음이다.

문제 45
Fe-Fe3C계 상태도에서 나타나는 상이 아닌 것은?
1오스테나이트
2페라이트
3시멘타이트
4마텐자이트
정답 및 해설

마텐자이트는 급랭으로 만들어지는 비평형(준안정) 조직이라 평형 상태도인 Fe-Fe3C계에는 나타나지 않는다. 상태도에 표시되는 상은 오스테나이트·페라이트·시멘타이트다.

문제 46
순철의 동소체가 아닌 것은?
1α철
2β철
3γ철
4δ철
정답 및 해설

순철의 동소체는 α철(BCC)·γ철(FCC)·δ철(BCC) 세 가지다. β철은 약 768℃의 자기변태를 동소변태로 오해해 붙였던 옛 이름으로, 결정구조가 α철과 같아 동소체로 보지 않는다.

문제 47
다음 금속 침투법 중 철강표면에 알루미늄을 확산 침투시키는 방법은?
1칼로라이징
2세라다이징
3크로마이징
4실리코나이징
정답 및 해설

칼로라이징은 철강 표면에 알루미늄(Al)을 확산 침투시켜 내열·내산화성을 주는 금속침투법이다. 세라다이징은 Zn, 크로마이징은 Cr, 실리코나이징은 Si를 침투시킨다.

문제 48
과포화 고용체를 상온 또는 고온에서 유지함으로 시간의 경과에 따라 합금의 성질이 변화하여 경화하는 현상은?
1상호경화
2시효경화
3분산경화
4층상경화
정답 및 해설

급랭으로 얻은 과포화 고용체에서 시간이 지나며 미세 석출물이 나와 경도가 올라가는 현상이 시효경화다. 상온에서 진행되면 자연시효, 가열해 촉진하면 인공시효라 한다.

문제 49
다음 용융 슬래그의 구성 산화물 중 가장 염기성인 것은?
1MgO
2Ti2O3
3SiO2
4Al2O3
정답 및 해설

MgO는 CaO와 함께 대표적인 염기성 산화물이다. SiO2는 산성 산화물이고 Al2O3·Ti2O3는 중성(양쪽성) 산화물로 분류된다.

문제 50
다음 금속 중 결정구조가 체심입방격자인 것은?
1Au
2Al
3Mo
4Cu
정답 및 해설

Mo는 W·V·Cr·α철과 함께 체심입방격자(BCC)다. Au·Al·Cu는 모두 면심입방격자(FCC)로 전연성이 크다.

문제 51
순금속의 용융점에서의 자유도는 얼마인가? (단, 압력은 일정하다고 가정한다.)
10
21
32
43
정답 및 해설

압력이 일정하면 깁스의 상률은 F=C−P+1F=C-P+1이다. 순금속은 성분 수 C=1C=1이고 용융점에서는 고상과 액상이 공존해 P=2P=2이므로 F=1−2+1=0F=1-2+1=0, 즉 온도가 하나로 고정된다.

문제 52
강의 적열취성을 예방하기 위해 첨가하는 성분은?
1S
2O
3Mn
4Cu
정답 및 해설

적열취성은 강 속의 황(S)이 FeS로 결정립계에 편석해 고온에서 취약해지는 현상이다. Mn을 넣으면 황과 결합해 융점이 높은 MnS가 되어 슬래그로 떠오르므로 적열취성이 방지된다.

문제 53
열처리방법과 그 내용이 일치하지 않는 것은?
1뜨임 : 인성을 부여한다.
2풀림 : 재질의 경도를 향상시킨다.
3담금질 : 급냉시켜 재질을 경화시킨다.
4불림 : 소재를 일정온도로 가열한 후 공냉시켜 조직을 표준화한다.
정답 및 해설

풀림은 서랭으로 조직을 연화·균일화하고 내부응력을 없애는 열처리라 경도는 오히려 낮아진다. 경도를 높이는 것은 급랭하는 담금질이다.

문제 54
X선의 회절현상으로 결정 구조를 확인할 수 있는 방법은?
1브래그법
2탐슨법
3탐만법
4깁스법
정답 및 해설

결정면에서 반사된 X선이 보강간섭하는 조건 2dsin⁡θ=nλ2d\sin\theta=n\lambda가 브래그 법칙이며, 회절각으로 면간거리와 결정구조를 알아낸다. 탐만법은 냉각곡선을 이용한 열분석법이다.

문제 55
용접금속에 용해된 기체성분 중 지연균열, 은점 등의 악영향을 끼치는 성분은?
1산소
2질소
3수소
4탄소
정답 및 해설

용접금속에 녹아든 수소는 냉각 후 확산·집적하면서 지연균열(비드 밑 균열)과 은점, 헤어크랙, 기공을 일으킨다. 그래서 저수소계 용접봉을 쓰고 용접봉 건조와 예열로 수소량을 줄인다.

문제 56
다음 강괴에 사용하는 탈산제 중 탈산 능력이 가장 높은 것은?
1Al
2Si
3Mn
4Cu
정답 및 해설

산소와의 친화력이 가장 큰 Al이 탈산 능력도 가장 커서 킬드강 제조의 최종 탈산제로 쓰인다. 탈산력은 Al > Si > Mn 순이고 Cu는 탈산제가 아니다.

문제 57
탄소강이 200 ~ 300℃에서 취약하게 되는 현상은?
1피로취성
2청열취성
3천이취성
4파괴취성
정답 및 해설

탄소강을 200~300℃로 가열하면 표면 산화막이 푸르게 보이면서 취약해지는데 이것이 청열취성이다. 이 온도대에서는 인장강도·경도가 최대가 되는 대신 연신율이 급격히 떨어진다.

문제 58
어느 방향으로 소성변형을 준 금속재료에 역방향으로 소성변형을 가하면 항복점이 낮아지게 되는데 이 현상을 무엇이라고 하는가?
1스즈키 효과
2코드렐 효과
3버거스 효과
4바우싱거 효과
정답 및 해설

한 방향으로 소성변형시킨 뒤 반대 방향으로 하중을 걸면 항복점이 낮아지는 현상이 바우싱거 효과다. 앞선 변형으로 쌓인 배면응력(역응력)이 반대 방향 변형을 도와주기 때문이다.

문제 59
일반적인 탄소강에서 탄소 함량이 증가할 때 나타나는 기계적 성질이 아닌 것은?
1경도가 증가한다.
2연신율이 낮아진다.
3항복점이 낮아진다.
4인장 강도가 증가한다.
정답 및 해설

탄소량이 늘면 시멘타이트가 많아져 경도·인장강도와 함께 항복점도 올라가고, 연신율·충격값은 떨어진다. 따라서 항복점이 낮아진다는 서술이 틀렸다.

문제 60
금속의 응고 과정에서 특정 성분이 특정 부분에 집중되는 현상은?
1편석
2확산
3산화
4부식
정답 및 해설

응고할 때 먼저 굳는 부분과 나중에 굳는 부분의 조성이 달라져 특정 성분이 한쪽에 몰리는 현상이 편석이다. 용질은 고상보다 액상에 남으려는 성질이 있어 마지막 응고부에 농축된다.

문제 61
연강 맞대기 이음에서 용착 금속의 인장강도가 8MPa 이고, 안전율이 6 이라면 이음의 허용응력은 약 몇 MPa 인가?
10.75
21.16
31.33
41.61
정답 및 해설

허용응력은 인장강도를 안전율로 나눈 값이다. σa=86≈1.33 MPa\sigma_a=\dfrac{8}{6}\approx1.33\,\mathrm{MPa}

문제 62
일반적인 침투 탐상 검사의 특징으로 틀린 것은?
1검사 시 온도에 민감하여 제약을 받는다.
2플라스틱, 세라믹 재료는 검사가 불가능하다.
3판독이 쉽고, 미세한 균열의 탐상이 가능하다.
4제품의 크기, 형상 등에 크게 구애를 받지 않는다.
정답 및 해설

침투탐상은 표면으로 열린 결함에 침투액이 모세관현상으로 스며드는 원리라 플라스틱·세라믹 같은 비금속도 검사할 수 있다. 다공질 재료만 부적합하며, 침투액 성능이 온도에 민감한 점은 실제 제약이 맞다.

문제 63
방사선 비파괴 검사에서 방사선 투과사진의 상의 질을 나타내는 척도로 사용되는 것은?
1계조계
2X선관
3탐촉자
4투과도계
정답 및 해설

투과사진의 상질(감도)을 판정하는 척도는 시험체 위에 함께 놓고 촬영하는 투과도계(상질 지시기, IQI)다. 계조계는 두께 차에 따른 농도 변화를 보는 보조기구, 탐촉자는 초음파탐상 부품이다.

문제 64
용접시험 중 강재 속에 유황의 분포 상태를 조사하는 시험은?
1부식 시험
2파면 시험
3화학 분석 시험
4설퍼 프린트 시험
정답 및 해설

설퍼 프린트 시험은 묽은 황산에 적신 인화지를 시험면에 밀착시켜, 황화물이 반응해 생긴 갈색 반점으로 황(S)의 분포 상태를 눈으로 확인하는 시험이다. 화학분석은 함유량만 알 뿐 분포는 알 수 없다.

문제 65
용접 시공 시 용접 방법과 시공 방법을 개선하여 비용을 절감하고자 한다. 다음 중 비용 절감 방법과 거리가 가장 먼 것은?
1용접 변형을 최소화하는 용접 순서를 택한다.
2모든 용접의 본용접 전에 가용접을 정확하게 한다.
3피복 아크 용접을 할 경우 가능한 한 짧은 용접봉을 사용한다.
4사용 가능한 용접 방법 중 용착 속도가 가장 빠른 것을 사용한다.
정답 및 해설

짧은 용접봉을 쓰면 봉 교체가 잦아져 아크 발생 횟수와 꽁다리 손실이 늘고 능률이 떨어지므로 비용 절감과 거리가 멀다. 용착속도가 빠른 용접법 선택, 변형을 줄이는 용접순서, 정확한 가용접은 모두 비용을 낮추는 방법이다.

문제 66
다음 중 용착효율을 구하는 공식은?
1
2
3
4
정답 및 해설

용착효율은 소비한 용접봉 가운데 실제로 이음에 붙은 금속이 얼마인지를 나타내는 값이다. 즉 용착금속의 중량 ÷ 용접봉의 사용중량 × 100이며, 스패터·슬래그·꽁다리 손실 때문에 항상 100%보다 작다.

문제 67
다음 잔류응력 측정법 중 정량적 방법에 속하는 것은?
1부식법
2응력 이완법
3자기적 방법
4응력 와니스법
정답 및 해설

응력 이완법은 스트레인 게이지를 붙인 부위를 잘라내 풀린 변형량을 재고 이를 응력으로 환산하므로 잔류응력을 수치로 구하는 정량적 방법이다. 부식법·자기적 방법·응력 와니스법은 균열 유무나 대략적 분포만 보는 정성적 방법이다.

문제 68
일반적인 용접순서를 결정할대 주의사항으로 틀린 것은?
1가능한 물품의 중심에 대하여 대칭으로 용접한다.
2리벳이음과 병행할 경우에는 용접이음을 먼저 한다.
3동일 평면 내에 이음이 많을 경우 수축은 가능한 가운데로 보낸다.
4가능한 수축이 큰 이음을 먼저 용접하고, 수축이 작은 이음을 나중에 한다.
정답 및 해설

동일 평면에 이음이 많을 때는 수축이 자유단(바깥) 쪽으로 빠져나가도록 순서를 정해야 하며, 가운데로 몰면 구속이 커져 균열과 변형이 심해진다. 대칭 용접, 수축이 큰 이음 먼저, 리벳과 병행 시 용접 먼저는 모두 옳은 원칙이다.

문제 69
다음 용접 기호에서 “a”가 의미하는 것은?
1목 길이
2목 두께
3용접 길이
4인접한 용접부 간격
정답 및 해설

필릿 용접 기호에서 앞에 붙는 a는 목 두께를 뜻하며, 다리 길이(목 길이)로 지시할 때는 z를 쓴다. 뒤의 n은 용접부 수, l은 용접 길이, 괄호 안의 e는 인접 용접부의 간격이다.

문제 70
본용접에 사용하는 고장력 강용 피복 아크 용접봉 중 피복제의 계통이 라임티타니아계를 나타낸 것은?
1E 5000
2E 5001
3E 5003
4E 5016
정답 및 해설

고장력강용 피복 아크 용접봉은 끝 두 자리가 피복제 계통을 나타내며 03이 라임티타니아계다. 01은 일미나이트계, 16은 저수소계, 00은 특수계다.

문제 71
용접부 부근에 냉각속도에 관한 설명으로 틀린 것은?
1모서리 용접이음 보다 T형 필릿 용접이음의 냉각속도가 빠르다.
2맞대기 용접이음 보다 T형 필릿 용접이음이 냉각속도가 느리다.
3구리는 연강보다 열전도율이 크므로 냉각속도가 빠르다.
4열령을 일정하게 할 경우 열전도율이 클수록 냉각속도가 빠르다.
정답 및 해설

T형 필릿 이음은 열이 세 방향으로 빠져나가므로 맞대기 이음보다 냉각속도가 빠르다. 그래서 T이음일수록 경화·저온균열 위험이 커져 예열이 필요하며, 열전도율이 큰 구리가 연강보다 빨리 식는 것도 같은 이유다.

문제 72
맞대기 용접, 필릿 용접 등의 비드 표면과 모재와의 경계부에 발생되는 균열로, 구속 응력이 클 때 용접부의 가장자리에서 발생하여 성장하는 균열은?
1설퍼 균열
2토(toe) 균열
3크레이터 균열
4루트(root) 균열
정답 및 해설

토(toe) 균열은 비드 표면과 모재가 만나는 지단부에 응력이 집중되어 생기는 균열로, 구속응력이 크거나 수소량이 많을 때 발생한다. 루트 균열은 개선 뿌리부, 크레이터 균열은 아크를 끊은 비드 끝 오목부에 생긴다.

문제 73
한국산업규격(KS)의 용접 기호 중 플러그 용접을 나타낸 것은?
1
2
3
4
정답 및 해설

KS(ISO) 용접 기호에서 플러그·슬롯 용접은 사각형(□)으로 나타낸다. 원(○)은 점(스폿) 용접, 원에 평행선이 겹친 기호는 심 용접, 나란한 두 세로선은 I형 맞대기 용접이다.

문제 74
구조용 강의 용접균열 중 열 영향부에 많이 생기는 균열이 아닌 것은?
1토 균열
2루트 균열
3비드 밑 균열
4크레이터 균열
정답 및 해설

크레이터 균열은 아크를 끊은 비드 끝 오목부, 즉 용착금속에 생기는 균열이라 열영향부 균열이 아니다. 토 균열·루트 균열·비드 밑 균열은 모두 열영향부에서 잘 생기는 저온균열이다.

문제 75
용접성시험 중 용접 연성 시험에 해당하는 것은?
1토퍼 시험(topper test)
2킨젤 시험(kinzel test)
3슈나트 시험(schnadt test)
4카안 인열 시험(kahn tear test)
정답 및 해설

킨젤 시험은 노치를 준 용접 시험편을 굽혀 연신량과 굽힘 거동을 보는 용접 연성시험이다. 토퍼·슈나트·카안 인열 시험은 노치 취성, 즉 취성 파괴 특성을 보는 시험이다.

문제 76
두께 5mm의 얇은 판으로 내부 압력을 받는 용기의 동체를 제작할 경우 동체의 내경이 60mm이고, 내부압력이 100N/mm2 일 때 원주방향에 대한 응력은? (단, 부식여유는 무시한다.)
166 N/mm2
2416.7 N/mm2
3600 N/mm2
41200 N/mm2
정답 및 해설

내압을 받는 얇은 원통의 원주(후프)방향 응력은 σ=pD2t\sigma=\dfrac{pD}{2t}다. 대입하면 σ=100×602×5=600 N/mm2\sigma=\dfrac{100\times60}{2\times5}=600\,\mathrm{N/mm^2}이며, 축방향 응력은 그 절반인 300N/mm2이다.

문제 77
용접 변형의 교정법 중 판두께 방향으로 수축량이 다른 것을 이용하여 교정하는 방법으로 판의 표면과 이면의 온도차를 크게 하기 위하여 표면에서 가열하는 동시에 이면에서 수냉하는 것은?
1선상 가열법
2피닝법
3점 가열법
4롤러에 의한 법
정답 및 해설

선상 가열법은 판 표면을 선을 따라 가열하면서 이면을 수냉해 두께 방향의 온도차를 크게 만들고, 그 수축량 차이로 굽힘(각) 변형을 잡는 교정법이다. 점 가열법은 국부적으로 점을 가열해 얇은 판의 변형을 펴는 방법이다.

문제 78
다음 맞대기 용접 이음 흠의 종류 중 가장 얇은 판을 용접할 때 사용하는 것은?
1I형
2H형
3U형
4X형
정답 및 해설

I형은 개선(홈)을 따로 가공하지 않고 모재를 그대로 맞대는 형태라 가장 얇은 판에 쓴다. 판이 두꺼워질수록 V형, U형, 그리고 양면을 파는 X·H형으로 가서 용착금속을 채운다.

문제 79
용접 구조물의 가용접 시 주의사항으로 틀린 것은?
1본용접과 같은 온도에서 예열한다.
2일반적인 가용접 간격은 판두께의 15~30배 정도로 한다.
3용접봉으 본용접 작업시에 사용하는 것보다 약간 가는 것을 사용한다.
4가용접의 위치는 부품의 끝, 모서리 등과 같이 응력이 집중되는 곳에 한다.
정답 및 해설

가용접(태크 용접)은 응력이 집중되는 부품의 끝이나 모서리는 피해서 배치해야 하며, 그 자리에 두면 균열의 시발점이 된다. 본용접과 같은 온도로 예열하고 본용접보다 가는 용접봉을 쓰는 것은 옳은 지침이다.

문제 80
용접설계에 설계자가 알아두어야 할 용접요령으로 틀린 것은?
1가능한 아래보기 자세로 용접하도록 할 것
2용접기 및 1차, 2차 케이블의 용량이 충분할 것
3판이 너무 두껍지 않을 경우 가능한 양면에서 용접할 수 있도록 고안할 것
4저수소계 용접봉을 이용하여 예열을 줄이거나 생략하도록 할 것
정답 및 해설

양면 용접은 판이 두꺼울 때 용착량과 변형을 줄이려고 쓰는 방법이므로, 두껍지 않을 때 양면에서 용접하도록 고안하라는 서술이 틀렸다. 아래보기 자세 우선, 케이블 용량 확보, 저수소계 용접봉으로 예열을 줄이는 것은 모두 옳은 요령이다.

문제 81
아크 용접에서 전격의 방지대책으로 틀린 것은?
1용접기 내부에 함부로 손을 대지 않는다.
2홀더나 용접봉을 맨손으로 취급하지 않는다.
3용접 작업이 끝났을 때나 장시간 중지할 때는 반드시 스위치를 차단시킨다.
4TIG 용접기의 수냉식 토치에서 냉각수가 새어나오면 냉각수를 보충하면서 용접한다.
정답 및 해설

수냉식 토치에서 냉각수가 새면 물이 도전 경로가 되어 감전(전격) 위험이 급격히 커진다. 즉시 작업을 중지하고 누수를 수리한 뒤 용접해야 하며, 냉각수를 보충해 가며 계속 용접하는 것은 금물이다.

문제 82
정격 2차 전류가 330A이고 정격 사용률이 34%인 용접기를 220A로 용접할 때, 허용 사용률은 얼마인가?
115.1%
244.4%
351.0%
476.5%
정답 및 해설

허용 사용률은 (정격 2차 전류 / 실제 용접 전류)의 제곱에 정격 사용률을 곱해 구한다. 허용 사용률=(330220)2×34=2.25×34=76.5 %\text{허용 사용률}=\left(\dfrac{330}{220}\right)^{2}\times 34=2.25\times 34=76.5\,\% 정격보다 낮은 전류로 쓰면 그만큼 연속 사용 가능 시간이 늘어난다.

문제 83
납 땜의 용제가 갖추어야 할 조건으로 틀린 것은?
1청정한 금속면의 산화를 방지할 것
2전기 저항 납땜에 사용되는 것은 부도체일 것
3용제의 유효온도 범위와 납땜의 온도가 일치할 것
4모재의 산화 피막과 같은 불순물을 제거하고 유동성이 좋을 것
정답 및 해설

전기 저항 납땜은 접합부에 전류를 흘려 발생하는 저항열로 가열하므로 용제가 도체여야 한다. 부도체를 쓰면 통전이 되지 않아 발열 자체가 일어나지 않는다.

문제 84
일반적인 오버레이 용접의 특징으로 틀린 것은?
1오버레이 층의 두께 제어가 곤란하다.
2용착속도가 높기 때문에 작업 능률이 양호하다.
3오버레이 하고자 하는 제품의 크기에 제한이 없다.
4모재와 완전한 융합을 이루기 때문에 접합강도가 높다.
정답 및 해설

오버레이 용접은 용착 조건과 위빙을 조절해 층 두께를 비교적 쉽게 제어할 수 있다. 용착속도가 높아 능률이 좋고, 모재와 야금적으로 융합되어 접합강도가 높으며 제품 크기 제한이 없다는 설명은 모두 맞다.

문제 85
밀폐된 탱크 안의 용접작업 시 안전을 위한 주의사항으로 가장 거리가 먼 것은?
1감전에 주의한다.
2고압 산소로 청소한다.
3국소 배기 장치를 설치한다.
4방진 또는 방독 마스크를 착용한다.
정답 및 해설

밀폐 공간을 고압 산소로 청소하면 산소 과잉 분위기가 되어 작은 불티에도 화재·폭발로 이어진다. 환기는 반드시 신선한 공기로 해야 하며, 국소배기장치 설치·방독(방진) 마스크 착용·감전 예방은 올바른 조치다.

문제 86
일반적인 용접의 특징으로 틀린 것은?
1재질의 변형 및 잔류 응력이 발생한다.
2품질 검사가 간단하고, 저온 취성이 생길 우려가 없다.
3제품의 성능과 수명이 향상되며 이종 재료도 접합할 수 있다.
4소음이 적어 실내에서의 작업이 가능하며, 복잡한 구조물 제작이 쉽다.
정답 및 해설

용접부는 결함이 내부에 숨어 있어 품질 검사가 어렵고 비파괴검사가 필요하며, 급열·급랭으로 조직이 취약해져 저온 취성이 생길 수 있다. 나머지 잔류응력·변형 발생, 이종 재료 접합 가능, 저소음은 용접의 실제 특징이다.

문제 87
상온에서 경계면을 국부적으로 소성 변형시켜 압접하는 방법은?
1마찰 용접(friction welding)
2초음파 용접(ultrasonic welding)
3냉간 용접(cold pressure welding)
4전자빔 용접(electron beam welding)
정답 및 해설

냉간 압접은 가열 없이 상온에서 큰 압력만으로 접촉 경계면을 국부적으로 소성 변형시켜 청정한 금속면끼리 결합시키는 방법이다. 마찰 용접·초음파 용접은 마찰열이나 진동 에너지를 이용하고, 전자빔 용접은 용융 용접이다.

문제 88
특수 절단의 분류 중 분말 절단에 대한 설명으로 틀린 것은?
1절단면은 가스 절단면에 비하여 매끄럽다.
2분말 절단에는 철분 절단과 용제 절단이 있다.
3용제 절단은 주로 스테인리스강의 절단에 쓰인다.
4철분 절단은 200메시(mesh) 정도의 철분에 알루미늄 분말을 배합하여 절단한다.
정답 및 해설

분말 절단은 철분·용제가 함께 반응하며 절단하므로 절단면이 가스 절단면보다 거칠다. 철분 절단은 200메시 정도의 철분에 알루미늄 분말을 배합해 그 산화열로 절단하고, 용제 절단은 산화물의 융점이 높은 스테인리스강 절단에 쓴다.

문제 89
일반적인 가스메탈 아크용접의 특징으로 옳은 것은?
1전류 밀도가 낮기 때문에 용입이 얕다.
2용접 장비가 가벼워서 이동이 쉽고, 구조가 간단하여 장비의 고장률이 낮다.
3용접 토치가 용접부에 접근하기 곤란한 조건에서는 용접이 불가능하다.
4바람이 부는 곳에서 용접 시 보호가스가 보호역할을 충분히 하므로 방풍막을 설치하지 않아도 된다.
정답 및 해설

GMAW는 토치(노즐)가 커서 좁은 틈이나 접근이 곤란한 부위는 용접이 불가능하다. 전류밀도가 높아 용입이 깊고, 장비는 무겁고 구조가 복잡하며, 보호가스가 바람에 날리므로 옥외에서는 방풍막이 필요하다.

문제 90
연강용 피복 아크 용접봉 중 고산화티탄계 용접봉의 일반적인 특징으로 틀린 것은?
1고압 용기, 후판 중구조물 용접에 적합하다.
2피복제에 35% 정도의 산화티탄을 함유한다.
3아크는 안정되며 스패터가 적고 슬래그의 박리성이 양호하다.
4내균열성이 불량하고 고온 균열을 일으키기 쉬운 결점이 있다.
정답 및 해설

고산화티탄계(E4313)는 내균열성이 낮아 후판·고압 용기 같은 중구조물에는 부적합하고, 비드 외관이 좋아 박판이나 마무리 층에 쓴다. 고압 용기·후판 중구조물에는 내균열성이 우수한 저수소계(E4316)를 사용한다.

문제 91
연납에 대한 설명으로 틀린 것은?
1주석-납을 가장 많이 사용한다.
2용융점이 낮고 납땜이 용이하다.
3전기적인 접합, 기밀, 수밀을 필요로 하는 장소에 사용한다.
4기계적 강도가 높으므로 강도를 필요로 하는 부분에 적당하다.
정답 및 해설

연납은 용융점이 낮아 작업은 쉽지만 기계적 강도가 약해 힘을 받는 부분에는 쓸 수 없다. 주석-납 합금이 대표적이며 전기 접속, 기밀·수밀 목적의 접합에 주로 사용한다.

문제 92
연강용 피복 아크 용접봉의 종류 중 E4324의 피복제 계통은?
1철분산화철계
2라임티타니아계
3고셀룰로오스계
4철분산화티탄계
정답 및 해설

용접봉 기호의 끝 두 자리가 피복제 계통을 나타내며 E4324는 철분산화티탄계이다. 참고로 E4327은 철분산화철계, E4303은 라임티타니아계, E4311은 고셀룰로오스계다.

문제 93
용접안전관리에서 화재 및 폭발의 방지 조치로 옳지 않은 것은?
1대기 중에 가연성 가스를 누설 또는 방출할 것
2필요한 곳에 화재를 진화하기 위한 방화 설비를 설치할 것
3배관 또는 기기에서 가연성 증기의 누출 여부를 철저히 점검할 것
4인화성 액체의 반응 또는 취급은 폭발 한계 범위 이외의 농도로 할 것
정답 및 해설

가연성 가스를 대기 중에 누설·방출하는 것 자체가 화재·폭발의 원인이므로 방지 조치가 될 수 없다. 누출 여부 점검, 방화 설비 설치, 폭발 한계 범위 밖의 농도 유지가 올바른 조치다.

문제 94
TIG 용접 시 산화 방지를 위한 뒷받침(backing)이 아닌 것은?
1용제 뒷받침(flux backing)
2금속 뒷받침(metal backing)
3컴퍼지션 뒷받침(composition backing)
4불활성 가스 뒷받침(inert gas backing)
정답 및 해설

TIG 용접에서 이면(뒷면) 산화를 막는 뒷받침으로는 불활성 가스 뒷받침, 용제 뒷받침, 금속(구리 등) 뒷받침이 쓰인다. 컴퍼지션 뒷받침은 여기에 해당하지 않는다.

문제 95
일반적인 마찰용접의 특징으로 틀린 것은?
1작업능률이 높고 변형의 발생이 적다.
2용접시간이 길고 치수의 정밀도가 낮다.
3국부 가열이므로 열영향부가 좁고 이음 성능이 좋다.
4취급과 조작이 간단하고 이종 금속의 접합이 가능하다.
정답 및 해설

마찰용접은 회전 마찰열로 순식간에 접합되므로 용접시간이 짧고 치수 정밀도가 높다. 국부 가열이라 열영향부가 좁고 변형이 적으며 이종 금속 접합도 가능하다.

문제 96
가스 용접기 설치 및 불꽃 조정에 관한 내용으로 틀린 것은?
1용접 토치에 호스 밴드를 사용하여 단단히 호스를 접속한다.
2압력 조정기를 각각의 용기에 가스의 누설이 없도록 정확하게 설치한다.
3토치에 점화를 한 후 산소 밸브를 조금씩 열어 산소를 증가시켜 중성 불꽃으로 조정한다.
4각부의 접속이 완료되면 고압밸브, 압력 조정기를 열어 사용 압력으로 조정한 후 가스 불꽃을 사용하여 모든 접속부에 가스 누설의 유무를 점검한다.
정답 및 해설

가스 누설 점검은 비눗물(발포액)로 해야 하며, 가스 불꽃을 접속부에 대는 점검은 화재·폭발을 부른다. 호스 밴드로 단단히 접속, 압력 조정기의 누설 없는 설치, 점화 후 산소를 조금씩 늘려 중성 불꽃으로 조정하는 것은 올바른 절차다.

문제 97
가스용접으로 주철을 용접할 때 사용되는 용제로 거리가 먼 것은?
1붕사
2염화나트륨
3탄산나트륨
4탄산수소나트륨
정답 및 해설

주철의 가스용접 용제는 붕사·탄산나트륨·탄산수소나트륨을 조합해 쓴다. 염화나트륨은 알루미늄이나 구리합금용 용제 성분으로 주철에는 사용하지 않는다.

문제 98
다음 가스용접용 연료가스 중 산소와 화합할 때 불꽃 온도가 가장 낮은 것은?
1H2
2CH4
3C2H2
4C3H8
정답 및 해설

산소와 화합할 때의 최고 불꽃온도는 아세틸렌(C2H2) 약 3430℃ > 수소(H2) 약 2900℃ > 프로판(C3H8) 약 2820℃ > 메탄(CH4) 약 2700℃ 순이다. 따라서 가장 낮은 것은 메탄이다.

문제 99
아크용접에서 위빙비드(weaving bead)의 위빙 폭은 용접봉 지름의 몇 배로 하는 것이 좋은가?
12 ~ 3배
24 ~ 5배
36 ~ 7배
48 ~ 9배
정답 및 해설

위빙 폭이 너무 넓으면 용융금속이 처지고 언더컷·슬래그 혼입이 생기므로, 용접봉(심선) 지름의 2~3배 이내로 제한한다.

문제 100
로봇용접에 사용되는 일반적인 로봇 중 미리 설정된 정보(순서, 조건 및 위치 등)에 따라 동작의 각 단계를 순차적으로 진행하는 것은?
1조종 로봇
2지능 로봇
3시퀀스 로봇
4감각 제어 로봇
정답 및 해설

시퀀스 로봇은 미리 설정된 순서·조건·위치 정보에 따라 동작의 각 단계를 차례대로 진행하는 로봇이다. 감각 제어 로봇은 센서 정보로, 지능 로봇은 스스로 판단해 동작을 바꾼다는 점이 다르다.