15년 2회차

가공 중 생긴 가공경화가 즉시 회복되는지가 기준이며, 그 경계가 재결정 온도다. 재결정 온도 위에서 가공하면 열간가공, 아래에서 가공하면 냉간가공이다. 재결정 온도는 금속마다 달라 납·주석은 상온에서도 열간가공이 된다.

방전가공(EDM)은 직류로 콘덴서를 충전했다가 공구와 공작물 사이에서 순간 방전시켜 그 열로 재료를 녹여 없앤다. 이때 쓰는 RC 충방전 회로를 직류 콘덴서법이라 한다.

스테켈 압연기는 롤을 구동하지 않고 감는 기계(권취기)의 장력만으로 소재를 끌어당겨 압연한다. 롤 구동 마찰이 없어 얇고 연질인 재료의 박판 압연에 쓰인다.

모서리 반지름을 무시하면 블랭크 면적과 용기 표면적이 같다고 두어 $D=\sqrt{d^{2}+4dh}$ 로 구한다. $D=\sqrt{60^{2}+4\times 60\times 50}=\sqrt{15600}\approx 124.9\ \mathrm{mm}$ 다.

마템퍼링은 담금질 온도로 가열한 강을 Ms와 Mf 사이의 항온 염욕에 넣어 변태시킨 뒤 공랭하는 방법으로, 마텐자이트와 베이나이트의 혼합조직을 얻는다. 마퀜칭은 Ms 바로 위에서 균열 방지용으로 유지하고, 오스템퍼링은 Ms 위 베이나이트 영역에서 변태를 끝내는 점이 다르다.

단접은 접합부를 가열해 맞대고 압력이나 해머 충격을 가해 붙이는 압접법이며, 산화막 제거용 용제로 붕사(봉사)를 쓴다. 가스 용접·테르밋 용접·피복 아크 용접은 모재를 녹여 붙이는 융접이다.

인베스트먼트 주조는 왁스·파라핀 모형을 주형재에 묻어 다진 뒤 가열로에서 주형을 굳히는 동시에 모형을 녹여 흘려보내 주형을 만든다. 로스트 왁스법이라고도 하며 치수 정밀도와 표면 품질이 뛰어나다.

다이아몬드 공구는 금속에 대한 마찰계수와 마모율이 매우 작아 장시간 고속 절삭이 가능하고 표면 거칠기도 우수하다. 다만 경도가 지나치게 커서 날 끝이 손상되면 재연삭이 어렵다.

가공 평면 선택은 G17(XY평면), G18(ZX평면), G19(YZ평면)로 지령한다. G20은 인치 단위 입력 지령이므로 평면 선택과 관계가 없다.

단조색은 온도가 높아질수록 어두운 적색 계열에서 밝은색으로 변한다. 암갈색(약 600℃) → 앵두색(약 800℃) → 황적색(약 1,000℃) → 백색(약 1,300℃) 순이므로 백색이 가장 고온이다.

2줄 나사이므로 주축 1회전당 이동량인 리드는 $3\times 2=6\ \mathrm{mm}$ 다. 변화기어 잇수비는 $\dfrac{A}{C}=\dfrac{\text{나사의 리드}}{\text{리드스크루의 피치}}=\dfrac{6}{8}=\dfrac{3}{4}$ 이므로, 잇수비 3 : 4를 만족하는 48과 64 조합만 성립한다.

이형제는 모형이 주물사에서 잘 빠지고 상형·하형이 쉽게 분리되도록 분할면이나 모형 표면에 뿌리거나 바르는 재료다. 도형제는 주형면에 발라 표면을 매끄럽게 하는 것이고, 점결제는 모래를 굳히는 결합제다.

Si는 탄화물을 만들지 않는 흑연화·페라이트 안정화 원소로 오스테나이트의 탄소 고용을 방해해 침탄량을 줄인다. 반대로 Cr·Mo·W·V·Mn은 탄화물 형성 원소여서 침탄을 촉진한다.

레이디얼 드릴링 머신은 공작물을 고정한 채 암(arm)을 칼럼 주위로 회전시키고 주축 헤드를 암 위에서 이동시켜 구멍 중심을 맞춘다. 옮기기 어려운 대형 공작물에 여러 개의 구멍을 뚫을 때 쓴다.

He-Ne 레이저는 헬륨·네온 혼합 기체를 매질로 쓰는 기체 레이저다. 루비, YAG, CaWO₄는 모두 결정을 매질로 하는 고체 레이저다.

금속 침투법은 침투시키는 원소의 이름을 따며, Si를 침투시키는 것이 실리코나이징으로 내식성·내열성이 향상된다. 칼로라이징은 Al, 크로마이징은 Cr을 침투시키는 방법이다.

유니버설 압연기는 상하 수평 롤과 좌우 수직 롤의 축심을 같은 평면에 배치해 소재의 상하면과 좌우 측면을 동시에 압연한다. 그래서 웨브와 플랜지를 함께 성형해야 하는 H형강 압연에 쓰인다.

초음파 가공은 공구의 초음파 진동으로 지립을 때려 재료를 미세하게 부수는 방식이라 가공면적이 좁고 가공 깊이도 제한된다. 대신 절삭열과 절삭력이 거의 없어 가공변형이 남지 않고, 다이아몬드·초경합금·열처리강 같은 경질 재료도 가공할 수 있다.

금긋기는 정반 위에 재료를 올리고 서피스게이지 등으로 선을 그은 뒤 펀치로 표시를 남기는 작업이다. 탭(tap)은 암나사를 깎는 절삭공구이므로 금긋기와는 무관하다.

구성인선은 칩이 절삭열과 압력으로 날 끝에 압착돼 생기므로 경사각을 크게 해 절삭저항을 낮춰야 방지된다. 경사각을 작게 하면 오히려 구성인선이 커진다. 그 밖의 대책은 절삭속도를 임계속도 이상으로 높이고, 절삭 깊이를 작게 하며, 인선을 날카롭게 하는 것이다.

굽힘응력은 $\sigma=\dfrac{M}{I}y$ 이므로 중립면으로부터의 거리 y에 정비례한다. 따라서 중립면에서는 0이고 상·하 표면에서 최대가 된다.

자유단에서 x를 재면 굽힘모멘트는 $M=-Px$ 이고, 이를 두 번 적분해 고정단 $x=\ell$ 에서 처짐과 기울기가 0인 조건을 넣으면 $y=\dfrac{P}{6EI}\left(x^{3}-3\ell^{2}x+2\ell^{3}\right)$ 가 된다. 실제로 $x=\ell$ 에서 $y=0$, 자유단 $x=0$ 에서 $y=\dfrac{P\ell^{3}}{3EI}$ 로 최대 처짐값과 일치한다.

왼쪽 지점 반력은 $R_A=\dfrac{600\times 4}{10}=240\ \mathrm{N}$ 이고, 하중점에서 최대 굽힘모멘트는 $M=240\times 6=1440\ \mathrm{N\cdot m}$ 다.

단면계수가
$Z=\dfrac{bh^{2}}{6}=\dfrac{0.03\times 0.04^{2}}{6}=8\times 10^{-6}\ \mathrm{m^{3}}$ 이므로
$\sigma=\dfrac{1440}{8\times 10^{-6}}=180\ \mathrm{MPa}$ 이다.

비틀림 응력은 $\tau=\dfrac{T}{Z_p}$ 이고 원형 단면의 극단면계수는 $Z_p=\dfrac{\pi d^{3}}{16}$ 이다. 따라서 허용전단응력으로 견딜 수 있는 최대 비틀림 모멘트는 $T=\tau_a\times\dfrac{\pi d^{3}}{16}$ 이다.

비틀림각은 $\theta=\dfrac{TL}{GJ}$ 이고 변형에너지는 $U=\dfrac{1}{2}T\theta$ 다. 두 식을 합치면 $U=\dfrac{T^{2}L}{2GJ}$ 로, 토크의 제곱에 비례한다.

후크의 법칙 $\sigma=E\varepsilon$ 에 $\sigma=\dfrac{P}{A}$ 와 $\varepsilon=\dfrac{\delta}{L}$ 를 대입하면 $\dfrac{P}{A}=\dfrac{E}{L}\cdot\delta$ 다. 이는 변형량 식 $\delta=\dfrac{PL}{AE}$ 를 옮겨 쓴 것과 같다.

자유단에서 x를 재면 굽힘모멘트는 $M=-\dfrac{wx^{2}}{2}$ 이므로 $U=\displaystyle\int_{0}^{L}\dfrac{M^{2}}{2EI}\,dx=\dfrac{w^{2}}{8EI}\int_{0}^{L}x^{4}\,dx$ 다. 적분하면 $U=\dfrac{w^{2}L^{5}}{40EI}$ 이다.

자유롭게 늘어날 신장량은 $\lambda=\alpha\,\Delta T\,L=1.2\times10^{-5}\times35\times10000=4.2\ \mathrm{mm}$ 인데, 간격 3mm를 뺀 1.2mm가 구속되어 압축응력이 생긴다. $\sigma=E\times\dfrac{1.2}{10000}=210000\times1.2\times10^{-4}=25.2\ \mathrm{MPa}$ 이다.

허용응력은 $\dfrac{390}{5}=78\ \mathrm{MPa}$ 이고, 응력집중계수 3을 고려하면 공칭응력은 $\dfrac{78}{3}=26\ \mathrm{MPa}$ 이하여야 한다. 구멍 자리의 유효 단면적은 $(50-d)\times 10 \ge \dfrac{10400}{26}=400\ \mathrm{mm^{2}}$ 를 만족해야 하므로 $d\le 10\ \mathrm{mm}=1\ \mathrm{cm}$ 다.

직사각형 단면계수 $Z=\dfrac{bh^{2}}{6}$ 에 $h^{2}=d^{2}-b^{2}$ 를 넣으면 $Z=\dfrac{b(d^{2}-b^{2})}{6}$ 다. $\dfrac{dZ}{db}=0$ 에서 $d^{2}=3b^{2}$, 즉 $b=\dfrac{d}{\sqrt{3}}$, $h=d\sqrt{\dfrac{2}{3}}$ 이므로 $\dfrac{b}{h}=\dfrac{1}{\sqrt{2}}$ 다.

연성재료는 최대 전단응력이 걸리는 축과 약 45° 기울어진 면을 따라 미끄러지며 컵-콘 모양으로 파단한다. 축에 수직인 면에서 거의 변형 없이 끊어지는 것은 취성재료의 파단 형태다.

자유단부터 하중점까지는 걸린 하중이 없어 전단력이 0이고, 하중점을 지나면 P만큼 일정한 값으로 고정단까지 유지된다. 따라서 전단력 선도는 하중점에서 계단처럼 뛰어오른 뒤 수평을 유지하는 직사각형 모양이 된다.

축응력은 $\sigma=\dfrac{P}{A}=\dfrac{60\times10^{3}}{10\times10}=600\ \mathrm{MPa}$ 이며 압축이므로 $-600\ \mathrm{MPa}$ 다. 경사면의 수직응력은 $\sigma_n=\sigma\cos^{2}\theta=-600\times\cos^{2}30^{\circ}=-450\ \mathrm{MPa}$ 이다.

롤러로 맞닿은 점 C에서 두 보의 처짐이 같아야 한다. 보 A는 $\dfrac{RL^{3}}{3EI}$, 보 B는 $\dfrac{5P\ell^{3}}{48EI}-\dfrac{R\ell^{3}}{3EI}$ 이므로 $\dfrac{R\left(L^{3}+\ell^{3}\right)}{3}=\dfrac{5P\ell^{3}}{48}$ 다. 정리하면 $R=\dfrac{5}{16}\cdot\dfrac{P\ell^{3}}{L^{3}+\ell^{3}}$ 이다.

양단이 고정된 막대는 하중점 좌우 부분의 변형량이 같아야 하므로 $\dfrac{F_1 a}{AE}=\dfrac{F_2 b}{AE}$, 즉 $F_1 a=F_2 b$ 다. 여기에 $F_1+F_2=P$ 를 대입하면 $F_1=\dfrac{Pb}{L},\ F_2=\dfrac{Pa}{L}$ 로, 각 반력은 반대쪽 거리에 비례한다.

연직 하방 집중하중은 고정단에서 최대 굽힘모멘트를 만들고, 이때 보의 윗면은 인장측이 된다. 동시에 작용하는 비틀림 모멘트는 단면에 전단응력을 발생시키므로 고정단 윗부분 요소에는 인장 굽힘응력과 전단응력이 함께 작용한다.

오일러 좌굴하중은 $P_{cr}=\dfrac{n\pi^{2}EI}{L^{2}}$ 이므로 단면 2차모멘트 $I$ 가 작아지면 좌굴하중도 작아진다. 같은 식에서 좌굴응력은 $\dfrac{\pi^{2}E}{\left(L/k\right)^{2}}$ 로 길이의 제곱에 반비례하고 세장비가 클수록 작아지며, 재료 물성으로는 탄성계수 E만 관여한다.

양단 고정보 중앙에 집중하중 P가 작용하면 고정단 모멘트는 $M_0=\dfrac{P\ell}{8}$ 이다. 중앙 단면의 굽힘모멘트도 크기는 같은 $\dfrac{P\ell}{8}$ 이고 부호만 반대여서, B.M.D가 위아래로 대칭인 삼각형 모양이 된다.

BC 구간을 자르고 왼쪽 부분에 걸린 외력을 더하면 A의 $3P$(오른쪽)와 B의 $P$(왼쪽)로 합이 $2P$ 다. 절단면의 내력이 이와 균형을 이루어야 하므로 BC 구간에는 크기 2P의 압축, 즉 $-2P$ 가 작용한다.

루트 균열은 첫 층(루트 패스)의 비드가 작을수록 냉각이 빨라 경화조직과 확산성 수소가 겹치면서 생기기 쉽다. 비드가 클수록 입열이 커져 냉각이 완만해지므로 오히려 발생이 줄어든다. 맞대기·필릿의 200℃ 이하에서 나타나는 저온균열이며 수축응력과 노치가 발생을 돕는다.

금속 원자는 최외각 전자를 쉽게 내놓으므로 이온화하면 양(+)이온이 된다. 떨어져 나온 자유전자 덕분에 열·전기 전도가 좋고 금속광택과 소성변형성을 갖는 것도 같은 원리다.

탄소강에 든 Cu는 소량이라도 인장강도와 탄성한도를 높이고 내식성을 크게 향상시킨다. 다만 저융점 Cu가 입계에 농축돼 열간 가공성은 떨어뜨린다. 강도를 낮춘다는 서술만 사실과 반대다.

Al-Cu-Ni-Mg 조성의 대표 내열 알루미늄 합금이 Y합금으로, 고온강도가 커 공랭 실린더 헤드·피스톤에 쓰인다. 라우탈은 Al-Cu-Si, 두랄루민은 Al-Cu-Mg-Mn, 도우메탈은 Mg-Al계다.

청열취성은 200~300℃에서 강 표면이 푸른 산화막을 띠며 인장강도는 최대가 되고 연신율이 급감해 취약해지는 현상으로, 고용된 질소·탄소의 변형시효가 원인이다. 900℃ 부근 S에 의한 적열취성과 구분한다.

응고 후 48시간 이내에 나타나는 지연균열은 확산성 수소가 원인인 저온균열의 특징이다. 고온균열은 응고 직후 고온에서 P·S·Cu 등 저융점 불순물이 입계에 편석돼 수축응력을 못 견디고 곧바로 갈라지는 균열이다.

고용화 열처리는 1050~1100℃로 가열해 Cr 탄화물을 완전히 고용시킨 뒤 급랭하는 처리다. 100~200℃는 탄화물이 고용될 수 없는 저온이므로 입계부식 방지법이 될 수 없다. 저탄소(L)계 사용과 Ti·Nb 안정화강 사용이 나머지 대책이다.

용융슬래그를 이루는 산화물은 화학적 성질에 따라 산성·염기성·중성 세 가지로 분류한다. SiO₂·TiO₂는 산성, CaO·MgO·MnO는 염기성, Al₂O₃는 중성이며 용제성이라는 분류는 없다.

스텔라이트는 Co-Cr-W-C계 주조 경질합금으로, 단조나 열처리 없이 주조한 그대로 연삭해 공구로 쓴다. 실루민·하이드로날륨은 Al 합금, 고망간강은 철강이라 비철 주조 공구재가 아니다.

적열취성은 황(S)이 Fe와 결합해 만든 저융점 FeS가 입계에 그물처럼 편석돼 900℃ 부근 열간가공 중 갈라지는 현상이다. Mn을 넣어 MnS로 바꾸면 방지된다. P는 상온(냉간)취성의 원인이다.

A₃·A_cm선보다 30~50℃ 높게 가열한 뒤 공기 중에서 냉각해 조직을 균일한 미세 펄라이트로 표준화하는 열처리가 노멀라이징(불림)이다. 같은 온도에서 노랭하면 풀림, 급랭하면 담금질이 된다.

용융철에 대한 수소 용해도는 탄소(C)가 늘수록 현저히 떨어져, 탄소가 많은 용탕일수록 흡수하는 수소량이 적다. 반대로 Cr·Mn·Nb·Ti 같은 원소는 수소 용해도를 오히려 높인다.

강의 5대 원소는 C, Si, Mn, P, S다. Cr은 내식성과 경화능을 얻으려고 따로 넣는 합금원소이지 5대 원소에 들어가지 않는다.

자기교반과 초음파진동은 성장 중인 수지상을 부러뜨려 핵의 수를 늘리고, 합금원소(접종제) 첨가는 불균질 핵생성을 촉진해 결정립을 잘게 만든다. 입상정 생성은 이런 처리로 얻어지는 조직 형태일 뿐 미세화를 일으키는 수단이 아니다.

저온 뜨임(100~200℃)은 경도를 유지한 채 담금질 응력을 없애고 잔류 오스테나이트를 안정화해 연마균열과 치수의 경년변화를 막는 처리다. 마모성의 향상은 더 잘 닳게 만든다는 뜻이므로 뜨임의 목적이 될 수 없다.

4.3%C의 액체가 1130℃에서 오스테나이트와 시멘타이트로 동시에 정출한 공정조직이 레데뷰라이트다. 펄라이트는 0.77%C가 723℃에서 분해된 공석조직(페라이트+시멘타이트)이라는 점에서 구분된다.

용접 후열처리는 경화된 열영향부를 연화하고 잔류수소를 방출시키며 고온성능을 개선하는 데 목적이 있다. 부식성 향상은 부식이 더 잘 일어나게 한다는 뜻이므로 후열처리의 목적이 될 수 없다.

담금질 조직은 냉각속도가 빠른 순서대로 마텐자이트 - 트루스타이트 - 소르바이트로 나뉜다. 페라이트는 서랭했을 때 나타나는 평형 조직이라 담금질 조직 분류에 들어가지 않는다.

δ-Fe는 1400℃ 이상 고온에서 안정한 상으로 결정구조가 체심입방격자(BCC)다. α-Fe도 BCC, γ-Fe는 면심입방격자(FCC)이며 '저심입방격자'라는 구조는 존재하지 않는다.

예열은 냉각속도를 늦춰 열응력과 변형을 줄이고 수소 방출을 도와 저온균열을 막는다. 탈산은 용융지의 산소를 Si·Mn 등 탈산제로 제거하는 야금 반응이라 예열 여부와 관계가 없다.

정반·보강재·보조판으로 모재를 구속해 둔 채 용접해 변형을 막는 방법이 억제법이다. 역변형법은 미리 반대 방향으로 변형시켜 두는 방법이고, 교호법·비석법은 용착 순서를 나눠 열을 분산시키는 방법이다.

오버랩은 용융금속이 모재와 융합되지 못하고 표면에 덮여 흘러내린 결함으로 용접 전류가 낮을 때 생긴다. 전류가 높으면 모재가 과하게 녹아 언더컷이 발생한다.

필릿 이음의 루트 간극이 1.5~4.5mm일 때는 틈새량만큼 다리 길이(각장)를 늘려 용접하는 것이 표준 보수법이므로, 4mm는 여기에 해당한다. 1.5mm 이하면 규정 각장 그대로 용접하고, 4.5mm를 넘어야 라이너를 끼우거나 결함부를 잘라내고 다시 용접한다.

설퍼프린트는 묽은 황산에 적신 인화지를 절단면에 밀착시켜 황화물(유화물)이 만든 갈색 반점으로 황의 함유량과 편석 분포를 눈으로 확인하는 시험이다. 파면시험은 파단면 조직을, 화학분석시험은 성분 함량을 정량하는 것이 목적이다.

나란한 세로선 모양의 Ⅲ는 겹쳐 세운 판의 끝단을 녹여 붙이는 가장자리 용접(edge weld)의 기본기호다. 심 용접과 표면 육성은 각각 다른 형태의 기본기호를 쓴다.

기공·슬래그 섞임·균열처럼 용접부 안에 생긴 불연속은 구조상 결함이다. 형상불량은 변형·치수불량과 함께 치수상 결함으로 분류한다.

피복제의 수분은 아크열로 분해돼 수소가 되므로 아크가 불안정해지고 스패터·기공이 늘며 언더비드 균열을 부른다. 그 결과 용착금속의 인장강도는 오히려 낮아진다.

사용률은 전체 작업시간 중 실제로 아크를 낸 시간의 비율이므로 $\text{사용률}=\dfrac{\text{아크발생시간}}{\text{아크발생시간}+\text{휴식시간}}\times 100$이다. 분모가 아크발생시간과 휴식시간의 합(전체 시간)이라는 점이 정답을 가른다.

침투탐상(PT)은 시험체를 그대로 둔 채 표면에 열린 결함을 찾아내는 비파괴시험이다. 굽힘·피로·노치취성 시험은 시험편을 만들어 파괴시키므로 파괴시험에 속한다.

피로파괴는 응력이 몰리는 곳에서 시작되므로 기계가공으로 단면 급변부를 다듬어 응력집중계수를 낮춰야 한다. 높인다는 서술은 방향이 정반대다. 잔류응력 완화, 외력과 반대 방향의 압축 잔류응력 부여는 올바른 대책이다.

한 부분을 몇 층 쌓은 뒤 그 끝에서 다음 부분으로 옮겨가 계단(cascade) 모양으로 용착해 나가는 방식이 케스케이드법이다. 비석법은 용접 구간을 띄엄띄엄 건너뛰는 방법, 전진블록법은 한 구간을 여러 층으로 다 쌓고 다음 구간으로 넘어가는 방법이다.

피로강도를 높이려면 용접부를 응력집중부에서 벗어나게 배치해야 한다. 응력집중부에 용접부를 몰아넣으면 노치 효과와 잔류응력이 겹쳐 피로균열의 시작점이 되므로 설계 원칙에 어긋난다.

완전 용입 맞대기 이음은 목두께가 판두께 t와 같으므로 단면계수가 $Z=\dfrac{\ell t^{2}}{6}$이다. 따라서 $\sigma_b=\dfrac{M_b}{Z}=\dfrac{6\times 900}{0.15\times 0.01^{2}}=3.6\times 10^{8}\,\mathrm{Pa}$, 즉 360 MPa이다.

압연으로 판 두께 방향에 층상으로 늘어선 비금속 개재물을 따라 강판 표면과 평행하게 찢어지는 결함이 라멜라 티어로, T이음·모서리이음처럼 판 두께 방향으로 인장이 걸리는 이음에서 나타난다. 라미네이션은 용접과 무관하게 압연 단계에서 이미 존재하던 모재 내부 결함이라는 점이 다르다.

맞대기 이음의 인장응력은 $\sigma=\dfrac{P}{t\ell}$이며, 용입 깊이 10mm가 목두께, 1m가 용접선 길이다. $\sigma=\dfrac{20\times 10^{3}}{0.01\times 1}=2\times 10^{6}\,\mathrm{Pa}$이므로 2MPa이다.

힐(heel) 균열은 필릿 용접의 루트부에서 시작되는 저온균열로, 모재의 열팽창·수축이 만든 비틀림(굽힘) 응력이 주원인이다. 루트 균열은 확산성 수소와 경화조직, 토 균열은 비드 지단부의 응력집중, 비드 밑 균열은 열영향부 경화가 주원인이라는 점에서 갈린다.

기공은 유효 단면을 줄이고 노치처럼 응력을 집중시켜 인장·피로·굽힘강도를 모두 떨어뜨린다. 굽힘강도가 향상된다는 서술만 사실과 반대다.

단면수축률은 $\dfrac{A_0-A_1}{A_0}\times 100$으로 구한다. $\dfrac{100-95}{100}\times 100=5$이므로 5%다.

잔류응력 완화법은 노내·국부 풀림, 기계적 응력완화법, 저온응력완화법, 피닝법이다. 불림(노멀라이징)은 결정립을 미세화해 조직을 표준화하는 열처리로, 잔류응력 완화법으로 분류하지 않는다.

초음파 탐상은 파장이 짧아 용착금속 깊은 곳의 미세 결함까지 잡아내고, 반사파를 화면으로 보므로 결과를 즉시 알 수 있다. 방사선 투과시험은 필름 현상이 필요해 즉시 판정이 어렵고, 침투·자분탐상은 표면 결함 전용이다.

플라즈마 아크 용접은 수랭 노즐이 아크 바깥쪽을 냉각시켜 아크 단면을 강제로 좁히는 열적 핀치효과를 이용한다. 그 결과 전류밀도가 급상승해 10,000℃가 넘는 고온·고속의 플라즈마 제트가 만들어진다.

교류 아크 용접기는 아크를 끊은 순간 높은 무부하전압이 그대로 걸려 감전 위험이 크므로, 이를 25~30V 수준으로 자동으로 낮춰 주는 전격방지장치가 가장 직접적인 감전 대책이다. 헬멧은 아크광과 스패터를 막는 보호구일 뿐 감전과는 무관하다.

피복 아크 용접봉의 심선은 불순물이 적고 용접성이 좋은 저탄소 림드강을 쓴다. 피복이 한쪽으로 쏠리면 아크가 편향되어 용착이 불균일해지므로 편심률은 3% 이내로 규정한다.

CO₂에 산소를 1~5% 넣으면 산화 발열로 용융지 온도가 올라가 유동성이 좋아지고 용입은 오히려 깊어진다. 슬래그 생성량이 늘어 비드 표면이 고르게 덮이고 용착금속도 청결해지는 것이 나머지 이유다.

전자빔 용접은 진공 챔버 안에서 진행되므로 대기 중 산소·질소와 쉽게 반응하는 티탄·지르코늄·몰리브덴 같은 활성 금속도 오염 없이 용접할 수 있다. 레이저·플라즈마 용접은 대기 중에서 이뤄지므로 진공이라는 조건에 해당하지 않는다.

프로판(LPG) 용기의 내압시험압력(TP)은 30kgf/cm² 이상으로 규정된다. 산소용기는 최고충전압력을 FP로 표시하고 35℃에서 150kgf/cm²의 고압으로 충전하며, 수소 용기의 도색은 주황색(청색은 이산화탄소)이라 나머지는 모두 틀리다.

맞대기 시임 용접은 롤러 전극 사이로 소재를 연속 통과시키며 맞댄 이음선을 이어 붙이는 방식이라 강관 제조에 쓰인다. 매시 시임은 겹친 부분을 눌러 모재 두께로 만드는 방식이고, 플래시·돌기 용접은 롤러 전극을 쓰지 않는다.

기공은 용융지에 녹아 있던 가스가 응고 중 빠져나가지 못해 생기며, 수소·일산화탄소가 많을 때, 급랭될 때, 용접봉이 습할 때, 그리고 모재의 황 함유량이 많을 때 심해진다. 황이 적을 때는 오히려 기공이 줄어든다.

마찰용접은 한쪽 부재를 고속 회전시켜야 하므로 원형 단면으로 형상이 제한되고 대형·비대칭 부재에는 적용하기 어렵다. 이종금속 접합 가능, 높은 능률과 적은 변형, 정밀한 치수와 재료 절약은 모두 마찰용접의 장점이 맞다.

용접 입열은 $H=\dfrac{60EI}{v}$로 구하며, 속도가 cm/min이므로 60을 곱해 초 단위로 맞추는 것이 핵심이다. $H=\dfrac{60\times 32\times 220}{15}=28160\,\mathrm{J/cm}$이므로 28160 J/cm다.

저수소계 용접봉은 피복제의 흡습성이 커서 확산성 수소에 의한 저온균열을 막으려면 300~350℃에서 1~2시간 건조한 뒤 사용해야 한다. 일반 용접봉의 70~100℃보다 훨씬 높은 온도로 반드시 건조한다는 점이 저수소계의 특징이다.

용접봉에 (-), 모재에 (+)를 연결하면 전자가 모재로 날아가 모재 쪽에 열이 약 70% 발생하는 정극성(DCSP, DCEN)이며 용입이 깊고 비드 폭이 좁다. DCEP와 DCRP는 반대로 연결한 역극성의 다른 이름이다.

알루미늄은 강보다 전기·열전도도가 훨씬 높아 저항 발열이 적고 열이 금방 달아난다. 그래서 전류는 크게, 통전시간은 짧게 해 순간적으로 접합부만 녹여야 한다.

황이 층상으로 편석된 강을 서브머지드 아크 용접하면 용융지에 들어온 저융점 FeS가 입계에 남아 응고 직후 갈라지는데, 이것이 설퍼 균열이며 고온균열에 속한다. 라미네이션은 모재의 압연 결함, 비드 밑 균열은 수소가 원인인 저온균열이다.

용접 지그는 모재를 정확한 위치에 튼튼히 고정해 변형을 억제하려고 쓰는 도구다. 용접변형을 발생시킬 수 있는 구조는 지그의 존재 이유와 정반대이므로 선택 기준이 될 수 없다.

산소는 기름·그리스와 만나면 급격히 산화해 발화·폭발할 수 있으므로 기름 묻은 손이나 장갑으로 용기를 다루면 안 된다. 직사광선과 가연성 물질을 피하고 세워서 보관하는 것이 원칙이라 나머지는 모두 잘못된 취급이다.

연강은 판이 두꺼울수록 용접부의 열이 빨리 빠져나가 열영향부가 경화되므로, 판두께 25mm 이상이면 예열이 필요하다고 본다. 이때 이음부를 예열해 냉각속도를 늦추면 저온균열을 막을 수 있다.

용기 속 산소량은 $33\times 100=3300\,\mathrm{L}$이고, 프랑스식 300번 팁은 시간당 아세틸렌 300L를 쓰며 혼합비가 1:1이므로 산소도 300L/h 소비한다. 따라서 $\dfrac{3300}{300}=11$, 즉 11시간 사용할 수 있다.

표피와 진피를 지나 피하조직까지 손상되어 피부가 검게 타거나 반투명 백색으로 변하고 조직 구조 자체가 파괴되는 것이 3도 화상이다. 1도는 홍반, 2도는 물집이 생기는 정도에서 그친다.

서브머지드 아크 용접은 아래보기 자세의 직선·원주 이음에 주로 쓰이고 탄소강·저합금강·스테인리스강 정도로 적용 재료가 제한된다. 용입이 깊고 용착속도가 빠르며 슬래그에 덮여 비드 외관이 깨끗하므로 나머지 보기는 모두 반대 서술이다.