08년 1회차

다이캐스팅은 용융금속을 금형(다이)에 고압으로 압입하는 방식이라, 융점이 높은 금속을 부으면 금형이 먼저 손상되고 수명이 급격히 떨어진다. 그래서 Al·Zn·Mg 같은 저융점 합금 전용이다. 사형·인베스트먼트·원심 주조는 내화물이나 소모성 주형을 쓰므로 고융점 금속도 다룰 수 있다.

회전수 $N=\dfrac{1000v}{\pi d}=\dfrac{1000\times26}{\pi\times20}\approx414\ \mathrm{rpm}$이므로 분당 이송은 $0.1\times414\approx41.4\ \mathrm{mm/min}$이다. 실제 이송거리는 구멍 깊이에 드릴 원추 높이 5.4mm를 더한 105.4mm다. $t=\dfrac{105.4}{41.4}\approx2.55\ \text{분}$, 즉 약 2분 33초다.

호닝은 혼에 붙인 숫돌을 구멍 내면에 눌러 회전·왕복시키며 미소량만 다듬는 정밀 내면 가공으로, 진원도·진직도와 표면거칠기를 동시에 잡는다. 드릴링은 구멍을 뚫는 거친 가공, 소잉은 절단, 펀칭은 전단가공이라 내면 정밀도와는 거리가 멀다.

수준기는 기포관 속 기포 위치로 수평면에 대한 기울기(각도)를 읽는 각도 측정기다. 포인트 마이크로미터와 텔레스코핑 게이지는 길이·안지름 측정기, 조도계는 표면거칠기 측정기다.

순철의 A2 변태(약 768℃, 큐리점)는 결정구조는 그대로인 채 강자성이 상자성으로 바뀌는 자기변태다. A1(공석)·A3·A4는 결정격자 자체가 바뀌는 동소변태라 성격이 다르다.

가공변질층의 깊이는 절삭저항이 클수록 깊어진다. 절삭저항·절삭온도·공구 인선 상태가 모두 변질층에 영향을 주며, 변질층에는 잔류응력이 남아 내식성과 내마모성이 나빠진다.

래핑은 랩과 공작물 사이에 미세한 랩제(입자)를 넣고 문질러 다듬는 입자 가공이라 프레스 가공이 아니다. 벤딩·드로잉·엠보싱은 모두 프레스로 판재를 소성변형시키는 성형 가공이다.

선반의 전 소비동력은 유효절삭동력 + 이송동력 + 손실(마찰)동력의 합이다. 회전동력은 이 3가지 구성에 들어가지 않는다.

만네스만법은 가열한 둥근 강편을 경사 롤 사이에서 회전시켜 중심부를 천공하는 방식이라 이음매 없는(seamless) 강관을 만드는 대표 공법이다. 인발·전조·냉간압연은 이미 만들어진 소재를 다듬거나 성형하는 공정이다.

펀칭력은 전단되는 면적, 즉 구멍 둘레와 판두께의 곱에 전단응력을 곱해 구한다. $P=\tau\pi dt=20\times\pi\times20\times2\approx2513\ \mathrm{kgf}$이므로 약 2514 kgf다.

구성인선은 절삭속도가 낮을 때 잘 생기고 임계속도 이상의 고속으로 절삭하면 없어지므로, 저속 절삭은 오히려 구성인선을 키운다. 인선을 예리하게 하고 윗면 경사각을 크게 하며 윤활성 좋은 절삭유를 쓰는 것은 모두 올바른 방지책이다.

노멀라이징(불림)은 A3 또는 Acm 이상으로 가열한 뒤 공랭시켜 가공으로 생긴 내부응력을 없애고 조직을 미세·균일하게 만드는 열처리다. 보로나이징과 하드 페이싱은 표면 경화·육성 처리라 목적이 다르다.

와이어 컷 방전가공은 가는 와이어 전극이 프로그램된 궤적을 따라가며 방전으로 재료를 제거하므로 임의의 곡선 윤곽 구멍을 정확히 낼 수 있어 형판·금형 제작에 쓰인다. 버니싱은 구멍 내면을 눌러 다듬는 가공이라 윤곽을 뚫을 수 없다.

컬링은 판재나 용기의 가장자리를 둥글게 말아 감는 굽힘가공이다. 펀칭·트리밍·셰이빙은 모두 재료를 잘라내는 전단가공이다.

주물사의 주성분은 규사, 즉 SiO₂다. 내화도가 높고 값이 싸며 통기성을 확보하기 쉬워 주형재로 쓰인다.

초음파 용접은 발진기와 진동자로 만든 초음파 진동을 가압 상태의 접합면에 가해 산화막을 깨고 고상 접합하는 방식이다. 모재를 녹이지 않으므로 가는 선이나 이종 금속 접합에 특히 유리하다.

선반가공은 바이트로 칩을 깎아내는 절삭가공이라 소성가공에 속하지 않는다. 압연·인발·단조는 재료를 소성변형시켜 형상을 만드는 소성가공이다.

18-4-1 고속도강은 W 18% - Cr 4% - V 1%라는 표준 조성을 뜻하므로 앞의 18은 텅스텐 함유량이다.

가스 가우징은 가우징 토치로 용접부 뒷면을 따내거나(백가우징) 강재 표면에 둥근 홈을 파내는 가스 가공이다. 절단이 아니라 홈파기가 목적이라는 점이 핵심이다.

게이지블록은 밀착(링잉)시켜 조합하기만 하면 되는 단도기라 특별한 숙련이 요구되지 않는다. 측정면끼리 밀착되는 성질, 매우 높은 길이 정도, 광파장과의 비교로 길이를 얻을 수 있다는 점은 모두 게이지블록의 특징이다.

축방향 변형률 0.004에 대해 가로변형률은 $\nu\varepsilon=0.25\times0.004=0.001$이고, 단면적 변형률은 가로변형률의 2배인 0.002다. $\Delta A=A\cdot2\nu\varepsilon=16\times0.002=0.032\ \mathrm{cm^2}$.

원형 단면에서는 중립축의 전단응력이 평균 전단응력의 4/3배로 최대가 된다. $\tau_{max}=\dfrac{4V}{3A}=\dfrac{4V}{3\cdot\dfrac{\pi d^2}{4}}=\dfrac{16V}{3\pi d^2}$.

일단고정 타단지지 보의 단순지지단에 모멘트 $M_o$가 걸린 경우, 그 지점의 처짐이 0이라는 조건 $\dfrac{R\ell^3}{3EI}=\dfrac{M_o\ell^2}{2EI}$에서 반력이 정해진다. 정리하면 $R=\dfrac{3M_o}{2\ell}$다.

플랜지와 웨브로 나눈 뒤 도심을 잡고 평행축 정리 $I_x=\sum\left(I_G+A\,d^2\right)$로 합산한다. 도면 치수가 모두 cm 단위이므로 결과 단위는 $\mathrm{cm^4}$이고 값은 약 1210이 된다. 같은 수치를 mm 단위로 적은 보기는 자릿수가 맞지 않아 오답이다.

리벳 1개가 1면 전단을 받으므로 전단면적은 $A=\dfrac{\pi d^2}{4}=\dfrac{\pi\times20^2}{4}\approx314.2\ \mathrm{mm^2}$다. $\tau=\dfrac{12000}{314.2}\approx38.2\ \mathrm{MPa}$.

왼쪽 절반에만 등분포하중이 걸리므로 좌단 반력은 $R_A=\dfrac{3\omega\ell}{8}$이다. 최대 굽힘모멘트는 전단력이 0인 점에서 생기므로 $R_A-\omega x=0$에서 $x=\dfrac{3}{8}\ell$이다.

전달 토크는 $T=\tau Z_p=30\times10^6\times\dfrac{\pi\times0.03^3}{16}\approx159\ \mathrm{N\cdot m}$, 각속도는 $\omega=\dfrac{2\pi\times1590}{60}\approx166.5\ \mathrm{rad/s}$다. $H=T\omega\approx2.65\times10^4\ \mathrm{W}$이므로 약 26 kW다.

양쪽에 내민부가 있는 보에 하중이 전 길이에 걸리면 내민부가 지점을 아래로 눌러 지점 A·B에서 부(-)의 모멘트가 생기고, 두 지점 사이 지간에서는 정(+)의 포물선이 된다. 따라서 지점 부근이 아래로 꺾이고 중앙이 위로 볼록한 선도가 맞다.

수직하중 P의 작용선은 벽면 A에서 수평으로 $L-\dfrac{L}{2}=\dfrac{L}{2}$ 떨어져 있다. 모멘트는 힘과 작용선까지의 수직거리의 곱이므로 $M_A=P\times\dfrac{L}{2}=\dfrac{1}{2}PL$다. 세로 부재의 높이 L/2는 하중 방향과 나란해 모멘트에 기여하지 않는다.

죄임봉의 허용 인장력은 $T=\sigma A=100\times10^6\times1\times10^{-4}=10\ \mathrm{kN}$이고, CD가 수평 4m·수직 3m(길이 5m)이므로 수직분력은 T의 3/5인 6kN이다. 힌지 A에 대한 모멘트 평형 $P\times8=6\times4$에서 $P=3\ \mathrm{kN}$이다.

비틀림 모멘트는 최대 전단응력과 극단면계수의 곱이다. $T=\tau\dfrac{\pi d^3}{16}=20\times10^6\times\dfrac{\pi\times0.07^3}{16}\approx1347\ \mathrm{N\cdot m}$.

홈 때문에 m-n 단면은 폭이 절반으로 줄어 면적이 $\dfrac{a^2}{2}$가 되고, 남은 단면의 도심이 $\dfrac{a}{4}$만큼 옮겨져 편심하중이 된다. $\sigma=\dfrac{P}{a^2/2}+\dfrac{P(a/4)}{a^3/24}=\dfrac{2P}{a^2}+\dfrac{6P}{a^2}=\dfrac{8P}{a^2}$이므로 홈이 없을 때의 8배다.

내민 끝 C의 처짐은 $\delta_C=\dfrac{PL^3}{12EI}$이다.

그림의 보는 A와 B에서 받쳐지고(A~B 사이 $L/2$) B에서 다시 $L/2$ 만큼 뻗어 나온 내민보이며, 내민 끝 C에 하중 P가 아래로 작용한다. 지점반력은 $R_B=2P$(위쪽), $R_A=P$(아래쪽)로, A쪽은 보가 들리려 하므로 눌러 주는 반력이 생긴다.

C의 처짐은 두 몫의 합으로 구한다.
① B의 회전각 $\theta_B=\dfrac{(P\cdot L/2)(L/2)}{3EI}=\dfrac{PL^2}{12EI}$ 가 내민 부분을 통째로 기울여 생기는 $\theta_B\cdot\dfrac{L}{2}=\dfrac{PL^3}{24EI}$
② 내민 부분이 캔틸레버처럼 휘어 생기는 $\dfrac{P(L/2)^3}{3EI}=\dfrac{PL^3}{24EI}$

따라서 $\delta_C=\dfrac{PL^3}{24EI}+\dfrac{PL^3}{24EI}=\dfrac{PL^3}{12EI}$ 이며, 이는 내민보 끝단 처짐 공식 $\delta=\dfrac{Pb^2(a+b)}{3EI}$ 에 $a=b=\dfrac{L}{2}$ 를 넣은 값과 같다.

냉각으로 줄어든 길이를 되돌리려면 열변형률과 같은 크기의 인장변형률을 만들어야 하므로 $P=EA\alpha\Delta T$다. $P=200\times10^9\times10\times10^{-4}\times1.2\times10^{-5}\times20=48\times10^3\ \mathrm{N}$이므로 48 kN이다.

단면에 인장응력이 생기지 않으려면 하중이 단면의 핵(core) 안에 있어야 하고, 직사각형에서 그 한계는 편심 방향 치수의 1/6이다. 편심이 60cm 방향으로 생기므로 $e=\dfrac{60}{6}=10\ \mathrm{cm}$다.

변형량 식 $\lambda=\dfrac{PL}{AE}$를 단면적에 대해 풀면 된다. 따라서 $A=\dfrac{PL}{E\lambda}$다.

평면응력 상태의 후크 법칙 $\sigma_x=\dfrac{E}{1-\mu^2}\left(\varepsilon_x+\mu\varepsilon_y\right)$를 쓴다. $\sigma_x=\dfrac{200\times10^9}{1-0.3^2}\left(150\times10^{-6}-0.3\times200\times10^{-6}\right)\approx19.8\ \mathrm{MPa}$이며, 전단변형률은 수직응력에 관여하지 않는다.

탄성계수·전단탄성계수·포아송비 사이에는 $E=2G(1+\mu)$의 관계가 성립한다. 이를 정리하면 $\mu=\dfrac{E}{2G}-1$이다.

체적변형률은 세 방향 수직변형률의 합으로 근사된다. 즉 $\varepsilon_v=\varepsilon_x+\varepsilon_y+\varepsilon_z$이며, 변형률끼리의 곱은 2차 미소량이라 무시한다.

4.3%C의 액상이 공정반응으로 굳으면서 생기는 오스테나이트 + 시멘타이트의 공정조직이 레데부라이트다. 펄라이트는 0.77%C에서 나오는 공석조직, 페라이트는 탄소 고용도가 극히 낮은 α고용체다.

은점(fish eye)은 용착금속에 녹아 있던 수소가 응고·냉각 중 한곳에 모여 생기는 흰 반점 결함이다. 용접봉을 규정대로 건조해 수소원을 줄이는 것이 기본 대책이다.

가스절단은 예열된 금속이 산소와 급격히 산화·연소하고 그 산화물이 모재보다 낮은 융점으로 흘러나가야 성립한다. 이 조건에 가장 잘 맞는 것이 탄소강이며, 주철·스테인리스강·비철금속은 산화물의 융점이 모재보다 높아 절단이 어렵다.

크레이터 처리는 균열을 막기 위한 조치라 고온균열의 원인이 될 수 없다(크레이터 처리를 하지 않았을 때가 원인이다). 아크길이 과대, 강한 구속, 모재 오염은 모두 고온균열을 유발하는 조건이다.

Mn은 담금질성(경화능)을 높이는 원소이므로 담금질 효과를 저해한다는 설명은 반대다. 탈산·탈황으로 FeS에 의한 적열취성을 막고, 강도와 인성을 올리며 주조성도 개선한다.

한 방향으로 소성변형을 준 뒤 반대 방향으로 하중을 걸면 항복점이 낮아지는 현상이 바우싱거 효과다. 전위의 뒤쪽 잔류응력장 때문에 역방향 변형이 더 쉽게 일어나기 때문이다.

퍼커션 용접은 축전된 전기에너지를 순간적으로 방전시켜 접합면을 녹이면서 충격적으로 가압하는 방식으로, 저항 맞대기 용접의 일종인 전기저항 용접에 속한다.

구리·황동은 산화 불꽃으로 용접한다. 산소가 과잉인 불꽃이 용융면에 산화막을 만들어 아연의 증발을 억제해 주기 때문이다.

용접입열은 $H=\dfrac{60EI}{v}$로 구한다. $H=\dfrac{60\times40\times260}{10}=62400\ \mathrm{J/cm}$.

주형의 일부에 금형이나 칠 메탈을 대면 그 부분만 급랭되어 시멘타이트(백주철) 조직이 되고 표면 경도가 크게 올라간다. 이렇게 만든 내마모성 주철이 칠드주철이다.

자기변태는 큐리점에서 결정구조 변화 없이 강자성이 상자성으로 바뀌는 변태이므로, 일정 온도에서 자기의 세기가 급격히 줄어든다는 설명이 옳다. 자기변태점은 철 768℃, 니켈 358℃, 코발트 1120℃라서 1번은 철과 니켈의 값이 뒤바뀌어 있다.

구리는 열팽창계수가 연강보다 훨씬 커서 응고 수축 시 변형과 균열이 오히려 잘 생긴다. 열전도도도 커서 충분한 예열이 필요하고, 황동 용접에서는 아연 증기에 의한 중독에 주의해야 한다.

S-N 곡선은 세로축에 반복응력(S), 가로축에 파단까지의 반복횟수(N)를 잡은 피로시험 곡선이다. 곡선이 수평이 되는 응력값이 피로한도다.

저탄소강이 200~300℃ 부근에서 인장강도는 최대가 되고 연성이 급격히 떨어지는 현상이 청열취성이다. 이 온도에서 산화막이 푸른색을 띠어 붙은 이름이며, 적열취성은 900℃ 부근에서 황(S) 때문에 생긴다.

금속의 대표 결정격자는 체심입방(BCC)·면심입방(FCC)·조밀육방(HCP) 세 가지다. '세밀이방격자'라는 격자는 존재하지 않는다.

예열의 목적은 용접부의 냉각속도를 느리게 해 경화조직 생성과 수소 잔류를 막는 것이므로, 냉각속도를 빠르게 한다는 설명은 정반대다. 그 결과 잔류응력과 변형이 줄고 비드 밑 균열도 방지된다.

설퍼 균열은 황이 층상으로 편석된 강을 서브머지드 아크 용접할 때 저융점 FeS 편석 때문에 생기는 균열이다. 수소량이 적은 저수소계 용접봉이나 Mn량이 많은 재료를 쓰면 방지할 수 있다.

열간가공과 냉간가공을 가르는 기준은 재결정온도다. 재결정온도 위에서 가공하면 가공경화가 즉시 회복되어 열간가공, 그 아래에서 가공하면 가공경화가 남아 냉간가공이 된다.

E4316이 저수소계다. E4301은 일미나이트계, E4303은 라임티타니아계, E4311은 고셀룰로스계이며 고산화티탄계는 E4313이다.

SM400B가 KS D 3515 용접구조용 압연강재다. SKH는 고속도공구강, STC는 탄소공구강, SPS는 스프링강 기호다.

환산용접길이는 각 용접의 실제 길이 × 환산계수를 모두 더한 값이다. $1.92\times20+6.12\times10=38.4+61.2=99.6$이므로 99.6이 된다(길이를 cm로 넣었으므로 실제 단위도 cm다).

스카핑은 강재 표면의 흠집을 얇고 넓게 깎아내는 가스 가공이지 잔류응력을 줄이는 방법이 아니다. 기계적 응력완화법·피닝법·저온 응력완화법은 모두 잔류응력 완화법이다.

맞대기 완전용입 이음의 단면계수는 $Z=\dfrac{\ell t^2}{6}=\dfrac{20\times2.5^2}{6}\approx20.83\ \mathrm{cm^3}$다. $\sigma=\dfrac{M}{Z}=\dfrac{9800}{20.83}\approx470\ \mathrm{kgf/cm^2}$.

인장시험편은 호칭별로 지름과 표점거리가 규격으로 정해져 있으며, A2호의 표점거리는 24mm다. 표점거리는 시험편 지름에 비례해 정해지므로 시험편이 작을수록 짧아진다.

힐(heel) 균열은 필릿 용접 이음의 루트부에 생기는 저온균열로, 모재의 열팽창·수축이 만드는 비틀림(각변형)이 주원인이다. 루트 균열은 수소와 경화조직, 토 균열은 지단부 응력집중이 주원인이라 구분된다.

킨젤 시험은 노치를 낸 시험편을 굽혀 연성과 노치취성을 평가하는 굽힘시험이지 균열시험이 아니다. 저온균열 시험·재열균열 시험·라멜라테어 시험은 모두 용접 균열시험에 속한다.

초음파탐상법은 펄스 반사법·투과법·공진법으로 나뉜다. 극간법(요크법)은 자분탐상시험에서 시험체를 자화시키는 방법이라 초음파와 무관하다.

V형 홈은 가공이 비교적 쉬우면서 완전 용입을 얻을 수 있어 모든 하중에 견딜 수 있는 홈이므로 용입이 불완전하다는 설명이 틀렸다(다만 판이 두꺼워지면 용착금속량이 많아진다). I형은 박판용, X형은 12mm 이상 후판, U형은 16~50mm 정도에 쓴다.

구속 지그로 모재를 단단히 잡아두면 변형은 막히지만 수축이 그대로 잔류응력으로 축적된다. 반대로 용접열 억제, 용접순서 조정, 예열·후열은 변형과 잔류응력을 함께 줄여 준다.

내식성은 이음형상에 따른 틈새 부식, 플럭스·슬래그 잔류, 잔류응력에 의한 응력부식균열에 좌우된다. 판두께 자체는 부식 거동과 직접 관련이 없다.

저온균열은 용접부가 약 300℃ 이하로 식은 뒤 수소와 경화조직 때문에 생기는 균열이다. 고온균열은 응고 직후 고온에서 발생하고 설퍼크랙도 고온균열에 속하므로 나머지 설명은 모두 틀렸다.

파면검사는 시험편을 파단시켜 파단면을 관찰하는 시험이라 결정의 조밀, 균열, 기공, 선상조직, 은점을 확인할 수 있다. 침투검사는 표면으로 열린 결함만 잡고, 굽힘시험에는 측면 굽힘도 있으며, 충격시험은 인성(흡수에너지)을 본다.

엔드탭은 용접 시작부와 끝부(크레이터) 양쪽 모두에 붙여 불완전한 비드가 모재에 남지 않게 하는 보조판이다. 동시에 모재를 구속해 회전변형을 억제하는 역할도 한다.

기공은 용접봉의 습기(수소), 급랭으로 가스가 빠져나가지 못한 경우, 과대 전류로 가스 흡수가 늘어난 경우에 생긴다. 적정 용접속도 유지는 오히려 기공을 막는 조건이다.

연강 용접이음이 정하중만 받을 때의 안전율은 3을 표준으로 잡는다. 동하중(단진응력) 5, 반복하중 8, 충격하중 12로 하중이 가혹할수록 크게 잡는다.

박판은 강성이 작아 수축을 구속하지 못하므로 잔류응력은 작은 대신 용접 변형이 크게 나타난다. 반대로 후판은 변형이 적고 잔류응력이 크다.

용착효율은 용착금속의 중량을 사용한 용접봉의 중량으로 나눈 백분율이다. 스패터·슬래그·연소로 손실되는 양이 많을수록 효율이 낮아진다.

맞대기 용접의 인장응력은 하중을 목두께(판두께)와 용접선 길이의 곱으로 나눈다. $\sigma=\dfrac{9000}{6\times250}=6\ \mathrm{N/mm^2}$.

용접변형 방지의 냉각법은 수냉 동판 사용법·살수법·석면포 사용법 세 가지다. 수냉 침수법은 여기에 포함되지 않는다.

스카핑은 강괴·강편 표면의 결함층을 넓고 얕게 벗겨내는 작업이고, 가스 가우징은 홈을 좁고 깊게 파내는 작업이다. 그래서 한 번에 깎아내는 표면 폭은 스카핑이 훨씬 넓다. 스카핑은 열간재·냉간재 모두에 쓰이며 수동·자동이 다 가능하고, 작업능력도 가우징보다 크다.

이음 전체가 연속된 금속으로 이어져 수밀·기밀·유밀이 우수한 것은 리벳구조물에 없는 용접구조물의 장점이다. 나머지는 단점으로, 용접부는 노치와 결함 때문에 응력집중이 생기기 쉽고, 내부 결함을 비파괴검사에 의존해야 해 품질관리가 까다로우며, 숙련된 용접기술이 필요하다.

피복제가 만든 슬래그가 용착금속을 덮어 급냉을 막고 서냉시키는 것이 피복제의 역할이다. 급냉하면 조직이 경화되어 균열이 생기므로 급냉 촉진은 정반대의 설명이다. 합금원소 첨가, 스패터 감소, 슬래그 박리성 향상은 모두 피복제의 기능이다.

크레이터는 비드 끝에서 아크를 갑자기 중단했을 때 용융지가 채워지지 못한 채 응고하며 남는 오목한 자국이다. 이 부분은 불순물이 모여 균열이 생기기 쉬우므로, 아크를 끊기 전 되돌림 운봉이나 크레이터 필러 기능으로 메워야 한다.

피복제의 주요 성분은 아크안정제·가스발생제·슬래그생성제·탈산제·합금첨가제·고착제이다. 질소는 용착금속에 들어가면 기공과 시효취성을 일으키는 유해 원소이므로, 피복제는 오히려 질소 침입을 막는 쪽으로 작용하지 질화성분을 넣지 않는다.

프로판(LPG)은 상온·대기압에서 기체이며, 압력을 가하면 쉽게 액화되어 용기에 담아 수송한다. 액체로 존재하는 것은 가압된 용기 안에서일 뿐이다. 발열량이 크고 온도 변화에 따른 팽창률이 큰 것은 옳은 설명이다.

CO₂ 용접은 보호가스로 용융지를 덮는 방식이라 바람이 불면 가스가 흩어져 대기가 침입하고 기공이 생긴다. 따라서 옥외에서는 방풍대책이 필수이며 작업성이 양호하다고 볼 수 없다. 전류밀도가 높아 용입이 깊고, 용제를 쓰지 않아 슬래그 혼입이 없으며, 용착금속의 기계적 성질이 좋은 것은 맞다.

제어장치(control box)는 와이어 송급 속도, 보호가스와 냉각수의 공급·차단을 조절하는 장치다. 용접에 필요한 전원 공급은 용접전원(전원장치)이 담당하므로 제어장치가 하는 일이 아니다.

아크 길이가 길어지면 대기가 침입하고 용적 이행이 불안정해져 스패터와 기포가 오히려 많아진다. 그래서 MIG 용접은 아크 길이를 짧고 일정하게 유지한다. 와이어 송급·토치 이송의 자동화, 직류 역극성 사용, 전류밀도 과대 시 기포 증가는 옳은 설명이다.

터닝롤은 원통·파이프의 외경을 롤 위에 얹어 지지한 채 회전시켜, 원주 용접을 아래보기 자세로 연속 시공할 수 있게 하는 자동용접 기구다. 포지셔너는 공작물을 경사·회전시켜 용접 자세를 바꾸는 장치로, 대형 파이프의 외경 지지 회전에는 터닝롤을 쓴다.

가접은 본용접 전 임시 고정이므로 용접봉은 본용접용보다 가는 것을 사용한다. 같은 굵기의 굵은 봉을 쓰면 가접부가 과대해져 본용접 때 결함으로 남기 쉽다. 본용접과 같은 예열, 동등한 기량의 용접자 배치, 응력집중부 회피는 옳은 주의사항이다.

모재에 (+), 용접봉(전극)에 (−)를 연결한 것이 직류 정극성(DCSP)이다. 발열이 큰 (+)극이 모재 쪽이므로 모재의 용입이 깊고 용접봉 소모가 적어 후판 용접에 쓰인다. 반대로 연결하면 역극성이 된다.

심 용접은 롤러 전극으로 연속 점용접을 하는 방식이며 매시 심·포일 심·맞대기 심 용접이 여기에 속한다. 프로젝션 용접은 모재에 돌기를 만들어 그 부분에 전류를 집중시키는 별개의 저항용접법이므로 심 용접의 종류가 아니다.

아연·주석 도금 강관을 그대로 용접하면 도금이 증발해 금속 흄 중독(아연 중독) 위험이 있으므로, 용접부의 도금을 미리 제거하고 국소배기를 한 상태에서 작업해야 한다. 도금 피막이 벗겨지지 않게 용접하라는 것은 안전수칙이 될 수 없다. A형(절연) 홀더 사용, 젖은 보호구 금지, 전격방지기 부착은 옳다.

용적이 미세한 입자로 잘게 분산되어 다수가 아크 기둥을 가로질러 모재로 옮겨가는 형태가 스프레이(분무상) 이행이다. 글로뷸러 이행은 용적이 굵고 수가 적으며, 단락 이행은 용적이 모재에 닿아 단락되면서 옮겨간다.

연강용 피복아크 용접봉의 심선에는 탄소량이 적은 저탄소 림드강을 쓴다. 탄소·황·인이 많으면 용착금속이 경화되어 균열과 기공이 생기므로, 불순물을 억제한 저탄소강이라야 연성 있는 용착금속을 얻는다.

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아크에서 나오는 자외선은 각막염·결막염(전광성 안염)을, 적외선은 열에 의한 눈 손상을 일으킨다. 그래서 차광도가 맞는 용접헬멧과 보안경을 반드시 착용한다. 아크에서 α선·β선 같은 방사선은 나오지 않는다.

허용 사용률은 $\text{허용 사용률}=\left(\dfrac{\text{정격 2차 전류}}{\text{실제 용접 전류}}\right)^{2}\times \text{정격 사용률}$ 로 구한다. 대입하면 $\left(\dfrac{200}{180}\right)^{2}\times 40=1.235\times 40\approx 49.4\,\%$ 이다. 1차 전압 220V와 아크 전압 35V는 계산에 쓰이지 않는 함정 조건이다.

교류 아크 용접기의 무부하(2차 무부하) 전압은 70~80V 정도이며, 전격 위험 때문에 그 이상으로 높이지 않는다. 아크 전압이 25~35V인 점을 생각하면 140V·180V는 지나치게 높고, 40V로는 아크 발생과 유지가 어렵다.