[용접기능사 필기] 13년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

용접 종단에서는 수축공(크레이터 결함)을 방지하기 위해 아크를 서서히 끊으며 크레이터를 채워야 하므로, 아크를 빨리 끊어 크레이터를 남긴다는 설명이 틀렸다.
위빙 폭을 심선 지름의 2~3배로 하는 것, 시단부 기공 방지를 위한 핫 스타트 장치, 응력집중부에서 용접봉 교체를 피하는 것은 모두 타당한 설명이다.

서브머지드 아크 용접은 대전류·고속도로 용접이 진행되므로 이음부에 수분·녹·스케일 등이 남아 있으면 기공 등 결함이 생기기 쉬워 청정 작업에 특히 유의해야 한다.

CO₂ 가스 아크용접 작업장에서 CO₂ 농도가 15% 이상이 되면 인체에 위험한 상태로 본다.
이 수치는 출제 당시 기준이며, 이후 관련 기준이 개정되었을 수 있다.

드릴링·선반·밀링처럼 회전체가 있는 작업은 장갑이 말려 들어갈 위험이 있어 맨손으로 작업해야 하지만, 용접 작업은 스패터나 열로부터 손을 보호하기 위해 가죽장갑을 사용한다.

CO₂ 가스 아크용접의 용극식 솔리드 와이어 혼합가스법 중 하나가 CO₂+Ar법이다.
아르곤을 혼합하면 아크가 안정되고 스패터가 줄어드는 효과가 있다.

연소란 물질이 산소와 반응하여 열과 빛을 함께 발생시키는 현상을 말한다.

길이가 긴 T형 필릿 용접에서는 용접선을 따라 부재가 활처럼 휘는 세로 굽힘 변형(종굽힘)이 나타난다.
그림의 T이음도 수직판과 수평판이 길이 방향으로 나란히 활 모양으로 휘어 있는데, 이는 용착금속의 길이 방향 수축이 단면의 중립축에서 벗어난 필릿부에 작용해 부재 전체에 굽힘 모멘트를 주기 때문이다.
가로 굽힘 변형은 용접선과 직각인 방향으로 판이 꺾이는 각 변형이다.
회전 변형은 용접이 진행되면서 앞쪽 개선 간격이 벌어지거나 좁아지는 변형이다.
좌굴 변형은 얇은 판이 압축을 받아 물결치듯 부풀어 오르는 변형이다.

플라스마 아크 용접에서 아크 플라스마의 냉각가스로는 아르곤과 수소의 혼합가스가 쓰인다.

용접부 외관검사에서는 용입·오버랩·언더컷 등 겉으로 드러나는 형상을 관찰하며, 경도는 별도의 기계적 시험(경도시험)으로 확인하는 항목이라 외관검사 대상이 아니다.

용접균열을 발생 위치에 따라 나누면 용착금속 균열과 용접 열영향부 균열로 구분한다.
고온·저온 균열은 발생온도에 따른 분류이고, 매크로·마이크로 균열은 균열의 크기에 따른 분류라는 점에서 위치별 분류와는 기준이 다르다.

불활성가스 텅스텐 아크 용접에서 고주파 전류를 사용하면 전극을 모재에 접촉시키지 않고도 아크를 쉽게 발생시킬 수 있어 오히려 아크가 안정된다.
따라서 접촉시키지 않아 아크가 불안정하고 끊어지기 쉽다는 설명은 고주파 전류 사용의 이점이 될 수 없다.
전극을 모재에 대지 않으므로 전극 수명이 길어지고, 일정한 전극 지름으로도 넓은 전류 범위를 사용할 수 있는 것은 실제 이점에 해당한다.

크리프 시험은 고온에서 시험편에 일정한 하중을 오랫동안 걸어 시간에 따라 늘어나는 변형량을 측정하는 기계적(파괴) 시험이므로 비파괴 시험에 속하지 않는다.
초음파 시험, 침투 시험, 맴돌이(와)전류 시험은 모두 재료를 손상시키지 않고 결함을 찾는 비파괴 시험이다.

MIG 용접의 와이어 송급방식에는 푸시 방식, 풀 방식, 푸시-풀 방식이 있으며, 포터블 방식은 실제 송급방식 분류에 해당하지 않는다.

오스테나이트계 스테인리스강은 응고 말기에 크레이터 부위로 저융점 성분이 모여 고온균열이 생기기 쉬운데, 크레이터 처리를 하지 않으면 이 균열이 발생할 위험이 커진다.
아크 길이가 너무 짧거나 모재 표면이 청정하거나 구속력이 없는 상태는 오히려 균열 발생을 줄이는 조건에 가깝다.

비석법(스킵법)은 1 → 4 → 2 → 5 → 3처럼 서로 떨어진 구간을 건너뛰며 용접하는 배열이다.
용접 구간을 짧게 나누고 열이 한곳에 몰리지 않도록 띄엄띄엄 용착하므로 잔류응력과 변형이 작아, 얇은 판이나 변형을 꺼리는 이음에 쓴다.
5 → 4 → 3 → 2 → 1처럼 끝 구간부터 차례로 물러나며 용접하는 배열은 후퇴법이며, 나머지 두 배열은 용착 순서가 비석법의 1·4·2·5·3과 달라 비석법이 아니다.

알루미늄을 TIG 용접할 때는 표면의 산화막을 제거하는 청정작용과 안정적인 아크 유지를 위해 교류 고주파 전원을 사용하는 것이 가장 적합하다.

연납땜(450℃ 이하에서 접합하는 저온 납땜)에는 주석 납이 용가재로 가장 널리 쓰인다.
인동납·양은납·황동납은 모두 450℃를 넘는 경납땜용 용가재다.

고압가스 용기의 도색 기준에서 암모니아 가스 용기는 백색으로 도색한다(출제 당시 기준).
참고로 산소 용기는 녹색(공업용), 액화탄산가스는 청색, 수소는 주황색으로 구분한다.

루트 간격은 맞대기 개선의 밑부분에서 두 모재가 마주 보는 가장 좁은 틈이므로 그림의 a이다.
그림의 이음은 위로 갈수록 벌어지는 V형 개선이고, 판 두께의 아래쪽에서 두 모재의 수직면이 좁게 마주한 치수에 a가 붙어 있다.
c는 개선이 벌어진 윗부분의 폭, d는 그 위에서 벌어진 각도(호 치수)를 가리키므로 루트 간격과 다르다.
b는 a보다 바깥쪽에서 잡은 치수이므로 루트부의 실제 틈이 아니다.

일렉트로가스 아크용접은 수직자동용접법으로, 실드가스로 주로 이산화탄소(CO₂) 가스를 사용한다.
아르곤·헬륨은 TIG·MIG 등 불활성가스아크용접에, 프로판은 가스용접·절단에 주로 쓰인다.

저항용접 중 업셋 용접은 두 모재를 맞대어 놓고 전류를 흘려 접촉면을 가열한 뒤 압력을 가해 접합하는 맞대기 저항용접이다.
스폿 용접은 판을 겹쳐 점 모양으로 접합하는 겹치기 저항용접이다.
심 용접은 롤러 전극으로 연속 점용접을 이어가는 겹치기 저항용접이다.
프로젝션 용접은 돌기부를 이용해 겹친 판을 접합하는 겹치기 저항용접이다.

용접기 케이스(외함)는 반드시 접지해야 감전 사고를 막을 수 있으므로, 접지를 피해야 한다는 설명은 잘못된 보수 요령이다.
습기·먼지가 많은 장소를 피해 설치하는 것은 올바른 관리법이다.
가동부와 냉각판을 점검하고 주유하는 것은 올바른 정비법이다.
파손된 용접케이블을 절연 테이프로 감아 보수하는 것도 적절한 조치다.

교류아크 용접기는 가동철심형·가동코일형·탭전환형·가포화 리액터형으로 나뉘며, 전동기 구동형은 직류 발전형 용접기에 속하는 방식이다.

용적이행 형태는 아크 열로 녹은 용접봉 금속이 모재로 옮겨가는 방식을 말하며, 단락형·스프레이형·글로뷸러형으로 구분한다.
탭 전환형은 용접기 전류 조정 방식의 하나로, 용적이행과는 관계가 없다.

직류 아크 용접기는 구조가 복잡하고 아크 안정성이 우수하며 비피복 용접봉도 사용할 수 있지만, 역률이 양호한 편이어서 역률이 불량하다는 설명은 직류기의 특징이 아니다.
역률이 낮은 쪽은 오히려 교류 아크 용접기다.

탄화불꽃은 아세틸렌이 산소보다 많은 아세틸렌 과잉불꽃으로, 속불꽃과 겉불꽃 사이에 백색의 제3불꽃(아세틸렌 페더)이 나타나고 산화작용이 거의 일어나지 않는다.
표준불꽃은 산소와 아세틸렌이 1:1 비율로 반응하는 중성불꽃을 가리키므로 탄화불꽃 설명과 가장 관련이 적다.

피복아크 용접봉의 KS 기호 $\mathrm{E4301}$은 피복제 계통상 일미나이트계 용접봉을 나타낸다.
참고로 저수소계는 E4316, 고산화티탄계는 E4313, 라임티타니아계는 E4303이다.

가스절단에서 표준 드래그 길이는 일반적으로 모재 두께의 약 20% 정도로 잡는다.

산소용기 상부 각인에는 용기 제작사명, 충전가스 명칭, 용기 중량, 최고충전압력 등이 표시된다.
따라서 최저 충전압력이 각인 표시 항목이라는 설명은 잘못된 내용이다.

사용률은 전체 시간 중 아크를 실제로 발생시킨 시간의 비율로 구한다.
$\text{사용률} = \dfrac{\text{아크 발생 시간}}{\text{아크 발생 시간 + 휴식 시간}} \times 100$
$= \dfrac{3}{10} \times 100 = 30\%$

산소창 절단은 산소창(강관) 속으로 산소를 불어 넣어 발생하는 연소열로 절단하는 방법으로, 두꺼운 강판이나 주강의 슬래그 덩어리, 암석 천공 등에 이용된다.
수중 절단은 물속 구조물을 절단할 때 쓰는 방법이다.
분말 절단은 절단제 분말을 뿌려 절단이 어려운 스테인리스강·주철 등을 절단하는 방법이다.
포갬 절단은 여러 장의 얇은 판을 포개어 한 번에 절단하는 방법이다.

직류 정극성은 DCSP(Direct Current Straight Polarity)로 표기하며, 모재를 (+)극, 용접봉을 (-)극에 연결하는 방식이다.

직류 역극성(DCRP)은 용접봉을 (+)극, 모재를 (-)극에 연결하는 방식으로, 모재의 용입이 얕고 비드 폭이 넓으며 용접봉이 빨리 녹는 특징이 있다.
따라서 모재의 용입이 깊다는 설명은 역극성이 아니라 정극성의 특징이므로 틀린 설명이다.
역극성은 박판, 합금강, 비철금속 용접에 주로 사용된다.

피복 아크 용접봉의 피복제 중 합금제로 첨가되는 성분은 페로망간·페로실리콘·페로티탄 등 합금철 계통이다.
규산칼륨은 피복제를 심선에 붙이는 고착제 겸 아크안정제로, 붕사는 슬래그 생성제로, 이산화망간은 산화제 겸 슬래그 생성제로 쓰인다.

피복금속아크용접에서 용접전류 $100\mathrm{A}$ 이상 $300\mathrm{A}$ 미만 구간에는 차광도 번호 10~12번 정도의 차광유리가 적합하다(출제 당시 기준).

가스절단 속도는 예열 불꽃의 세기, 팁과 모재 사이의 거리, 모재의 재질과 두께 등에 따라 달라진다.
역화방지기 설치 유무는 안전장치에 관한 사항일 뿐 절단 속도 자체에는 영향을 주지 않는다.

가스용접봉 지름은 판 두께에 따라 $D = \dfrac{T}{2} + 1$ (D: 용접봉 지름, T: 판 두께, mm) 공식으로 구한다.
$D = \dfrac{6.0}{2} + 1 = 4.0\ \mathrm{mm}$

가연성가스 1에 대한 이론상 필요 산소량은 가스마다 다르며, 수소는 $\mathrm{H_2} + \tfrac{1}{2}\mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{H_2O}$ 반응으로 산소 소모량이 가장 적다.
메탄·아세틸렌·프로판은 탄소를 포함해 연소 시 더 많은 산소가 필요하다.

가변압식(프랑스식) 토치의 팁 번호는 표준불꽃으로 1시간 동안 소비하는 아세틸렌 가스의 양(ℓ)을 나타낸다.
팁 번호 400번은 1시간에 $400\ \ell$을 소비하므로, 2시간 동안의 소비량은 $400 \times 2 = 800\ \ell$이다.

두랄루민은 $\mathrm{Al}$을 주성분으로 $\mathrm{Cu, Mg, Mn}$을 첨가한 대표적인 고강도 알루미늄 합금이다.

탄소강은 탄소 함유량이 많을수록 강도·경도가 높아지는 대신 연성이 줄어 가공 변형이 어려워진다.
또한 탄소가 증가할수록 내식성은 오히려 떨어지고, 아공석강에서는 탄소량이 늘수록 인장강도와 경도가 함께 증가하는 경향을 보인다.

액체침탄법(침탄질화법)에서는 시안화나트륨(NaCN)이나 시안화칼륨 등을 주성분으로 하는 청화법 침탄제를 사용한다.
탄산바륨·가성소다·탄산나트륨은 침탄욕의 조제나 보조제로 쓰이는 경우는 있으나, 주된 침탄제는 아니다.

피로란 재료에 반복적인 인장·압축 하중이 오랜 시간 가해지면 정적 강도보다 낮은 응력에서도 결국 파괴에 이르는 현상을 말한다.
따라서 '파괴되지 않는 현상'이라는 설명은 피로 현상의 정의와 반대이므로 틀린 내용이다.
탄성·경도·취성에 대한 나머지 설명은 일반적인 정의와 일치한다.

다이캐스팅용 합금은 유동성이 좋고 열간 메짐성이 적으며 응고 수축에 대한 용탕 보급성이 좋아야 한다.
반대로 금형에 대한 점착성은 낮아야 주형에서 쉽게 분리(이형)되므로, '점착성이 좋아야 한다'는 요구조건에 해당하지 않는다.

담금질 냉각액의 냉각능은 일반적으로 소금물 > 물 > 기름 > 공기 순으로 빠르다.
따라서 제시된 냉각액 중 소금물의 냉각효과가 가장 빠르다.

주석청동에 납(Pb)을 3~26% 첨가한 합금을 연청동이라 하며, 윤활성이 좋아 베어링·패킹 재료 등에 널리 사용된다.

페라이트계 스테인리스강은 표면이 연마된 상태에서는 공기나 물에 잘 부식되지 않지만, 풀림 상태이거나 표면이 거친 경우에는 부식되기 쉽고, 오스테나이트계에 비해 내산성이 낮다.
내산성 측면에서는 질산에는 강하나 염산에는 약한 편이므로, '질산에는 침식되나 염산에는 침식되지 않는다'는 설명은 실제와 반대여서 페라이트계의 특징이 아니다.

마그네슘(Mg)은 비중이 $1.74$로 실용금속 중 매우 가볍고, 알칼리에는 강하지만 산이나 열, 특히 바닷물에는 약한 금속이다.
반면 Fe, Ni, Cu 등의 불순물이 함유되면 내식성이 오히려 크게 나빠지므로, '내식성이 대단히 좋다'는 설명은 실제와 반대되어 틀린 내용이다.

주강은 주철에 비해 용융점이 높고 응고 시 수축률도 커서 주조가 까다로운 편이지만, 대신 기계적 성질이 우수해 주철로는 강도가 부족한 부위에 사용되며 용접에 의한 보수도 용이하다.
따라서 '주철에 비해 용융점이 낮다'는 설명은 실제와 반대이므로 잘못된 내용이다.

비중이 작아 가볍고 강도와 내식성이 우수하지만 $600\,^{\circ}\mathrm{C}$ 이상에서 급격히 산화되는 금속은 티타늄(Ti)이다.
티타늄은 고온에서 산소·질소와 쉽게 반응하므로 TIG 용접 시 토치에 별도의 실드가스(shield gas) 장치를 갖추어 대기와의 접촉을 차단해야 한다.

그림의 부등변 ㄱ형강은 L 75×50×5-K로 표시한다.
형강의 치수는 형강 기호 뒤에 단면 치수를 곱셈 기호로 잇고 길이는 하이픈으로 붙여 적는다. 그림에서 세로 변이 75, 가로 변이 50, 두께가 5, 길이가 K이다.
그림의 세로 변이 75, 가로 변이 50이므로 50×75로 앞뒤를 바꿔 적으면 그림과 맞지 않는다.
길이는 단면 치수와 구분해 하이픈으로 잇는 것이 원칙이므로 ×K로 이어 붙이지 않는다.

투명한 재료로 만들어진 대상물이라도 도면(투상도)에서는 실제 재질과 관계없이 불투명한 것으로 간주하여 나타내는 것이 제도의 일반 원칙이다.
따라서 '전부 투명한 것(없는 것)으로 나타낸다'는 설명은 이 원칙과 반대되므로 틀린 내용이다.
도형과 대상물의 비례관계, 선 굵기 중심의 위치, 평행선 간격에 대한 나머지 설명은 제도 통칙에 부합한다.

세 투상도가 가리키는 입체는 왼쪽은 평평한 윗면이고 오른쪽에 앞뒤로 내려가는 두 경사면이 지붕처럼 붙은 형상이며, 두 경사면이 시작되는 위치가 서로 어긋나 있다.
우측면도 안의 삼각형은 오른쪽에서 보면 가운데가 솟은 지붕 모양임을 뜻하고, 평면도의 계단진 선은 능선이 가로로 뻗어 있으면서 앞쪽 경사면이 뒤쪽 경사면보다 왼쪽으로 더 길게 뻗어 있음을 나타낸다.
정면도의 세로선이 실선 하나와 파선 하나로 나뉜 것도 앞쪽 경사면의 끝 모서리는 보이고 뒤쪽 경사면의 끝 모서리는 가려진다는 뜻이므로, 두 경사면의 시작 위치가 다른 입체라야 맞는다.
능선 한 점에서 앞뒤로 똑같이 갈라지는 좌우 대칭 입체라면 정면도에 파선이 생기지 않는다.
오른쪽 끝이 한 모서리로 모이는 쐐기나 윗면이 골처럼 파인 입체는 우측면도의 삼각형과 맞지 않는다.

배관 도시기호에서 밸브가 닫힌 상태는 밸브 기호를 전부 검게 칠해 나타내므로, 양쪽 삼각형이 모두 칠해진 나비 모양 기호가 이에 해당한다.
속이 빈 나비 모양 기호는 일반 밸브(열려 있는 상태)를 뜻하며, 유체를 막고 있는 상태를 구분해 보이려고 같은 기호를 칠해서 표시한다.
한쪽 삼각형만 칠한 기호는 일반 밸브의 개폐 상태를 나타내는 표기가 아니다.
삼각형 하나만 그린 기호도 일반 밸브가 닫힌 것을 뜻하지 않는다.

기선 위에 그려진 직사각형(□) 기호는 플러그 용접을 지시하는 기호이므로, 이 기호는 플러그 용접을 나타낸다.
플러그 용접 기호에서 기호 왼쪽 숫자는 구멍의 지름, 기호 오른쪽의 "개수(간격)" 형식은 용접부의 수와 피치를 뜻한다. 그림은 왼쪽에 10, 오른쪽에 20(200)이 적혀 있으므로 구멍 지름 10㎜, 용접부 20개, 간격 200㎜로 읽는다.
나머지 설명은 이 세 숫자를 서로 바꿔 읽은 것이다.
용접부 지름은 20㎜가 아니라 10㎜이다.
용접부 간격은 10㎜가 아니라 200㎜이다.
용접부 수는 200개가 아니라 20개이다.

정투상법에서 제1각법과 제3각법은 정면도를 기준으로 각 투상도의 배치 위치가 서로 달라지지만, 배면도만은 두 방법 모두 정면도의 반대쪽(같은 위치)에 배치된다.
좌측면도·평면도·저면도는 제1각법과 제3각법에서 배치 위치가 서로 바뀐다.

원기둥이나 각기둥처럼 모선이 서로 평행한 입체는 평행선을 이용해 평면에 펼치는 것이 가장 정확하다.
이러한 방식을 평행선 전개도법이라 하며, 원기둥의 옆면을 곧게 펼치면 직사각형이 된다.
방사선 전개도법은 꼭짓점에서 모선이 방사형으로 뻗는 원뿔·각뿔류에 적합하다.
삼각형 전개도법은 꼭짓점이 너무 멀어 방사선을 그리기 어려운 원뿔대·각뿔대 등을 삼각형으로 분할해 전개할 때 쓴다.
'역삼각형 전개도법'은 전개도법의 표준 분류에 없는 명칭이다.

도면에서 판재의 두께를 표시할 때 사용하는 치수 보조 기호는 t이다.
숫자 앞에 t를 붙여 $t=6$처럼 표기하면 두께가 6mm임을 나타낸다.
C는 모따기 치수를 나타내는 기호이다.
R은 반지름을 나타내는 기호이다.
□(사각형 기호)는 정사각형의 변 길이를 나타낸다.

SM10C와 같은 기계구조용 탄소강 기호에서 뒤의 숫자는 탄소함유량을 나타내며, 탄소 함유량(%)에 100을 곱한 값으로 표기한다.
따라서 10C는 탄소함유량이 약 0.10%임을 의미한다.
SM은 재질 구분(기계구조용 탄소강)을 나타내는 기호이며, 뒤의 숫자만이 탄소 함유량 정보를 담고 있다.

사다리꼴 모양의 정면도 오른쪽에 안쪽 원이 파선인 원형 도면을 놓은 것만 제1각법이고, 나머지 셋은 모두 제3각법이다.
물체는 한쪽 지름이 큰 원뿔대다. 큰 지름 쪽에서 보면 작은 끝면이 뒤에 가려지므로 안쪽 원이 파선이 되고, 작은 지름 쪽에서 보면 작은 끝면이 앞에 있으므로 안쪽 원이 실선이 된다. 즉 안쪽 원의 선 종류만 보면 그 원형 도면이 좌측면도인지 우측면도인지 가려낼 수 있다.
제3각법은 우측면도를 정면도의 오른쪽에, 좌측면도를 왼쪽에 배치하고 제1각법은 그 반대다.
사다리꼴의 큰 쪽이 왼쪽인데 오른쪽에 안쪽 원이 파선(=큰 쪽에서 본 모습)인 도면을 둔 것은 좌측면도를 오른쪽에 놓은 것이므로 제1각법이다.
사다리꼴의 큰 쪽이 왼쪽이고 오른쪽에 안쪽 원이 실선인 도면을 둔 것, 왼쪽에 안쪽 원이 파선인 도면을 둔 것, 사다리꼴의 큰 쪽이 오른쪽이고 왼쪽에 안쪽 원이 실선인 도면을 둔 것은 모두 제3각법 배치다.