[용접기능사 필기] 10년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

용접선이 하중(응력)의 방향과 대략 직각을 이루는 필릿 용접은 전면 필릿 용접이다.
측면 필릿 용접은 용접선이 하중 방향과 평행하게 배치되는 방식으로 전면 필릿 용접과 구분된다.

불활성 가스 텅스텐 아크 용접(TIG)에는 대표적인 불활성 가스인 He와 Ar이 주로 사용된다.

연강재 용접 이음부에 충격하중이 작용할 때 적용하는 안전율은 12로, 정하중이나 반복하중보다 훨씬 크게 잡는다.
참고로 정하중 3, 동하중(편진) 5, 동하중(양진) 8, 충격하중 12가 표준적인 값이다.

안전모의 내부수직거리는 25mm 이상 50mm 미만이 되도록 규정한다.
내부수직거리는 착용자의 머리 상부와 모체 내면 사이의 거리로, 너무 작으면 충격이 머리에 그대로 전달되고 너무 크면 착용 안정성이 떨어지므로 상·하한을 함께 정한다.

용접순서는 수축이 큰 이음을 먼저 용접하고 수축이 작은 이음을 나중에 용접하는 것이 원칙이므로, 수축이 작은 이음을 먼저 하고 큰 이음을 나중에 한다는 설명은 순서가 뒤바뀐 틀린 설명이다.
조립이 진행되며 용접이 불가능한 곳이 생기지 않도록 하는 것은 올바른 기준이다.
용접물 중심에 대해 대칭적으로 용접하는 것도 올바른 기준이다.
중립축에 대한 수축모멘트의 합이 0이 되도록 하는 것도 올바른 기준이다.

서브머지드 아크 용접은 아크가 용제(플럭스) 속에 잠겨 진행되므로 용접 진행 상태를 육안으로 확인할 수 없다는 것이 단점이며, 육안으로 확인할 수 있다는 설명은 장점으로 옳지 않다.
용접속도가 수동용접보다 빠르고 능률이 높은 것은 실제 장점이다.
개선각을 작게 하여 패스 수를 줄일 수 있는 것도 장점이다.
콘택트 팁에서 통전되어 와이어 저항열이 적어 고전류 사용이 가능한 것도 장점이다.

땀이나 물에 젖어 습기가 찬 작업복·장갑·구두는 감전 위험을 높이므로 착용해서는 안 되며, 착용해도 된다는 설명은 전격 방지대책과 반대되는 틀린 설명이다.
홀더나 용접봉을 맨손으로 취급하지 않는 것은 올바른 대책이다.
용접기 내부에 함부로 손을 대지 않는 것도 올바른 대책이다.
절연 홀더의 파손 시 곧바로 보수·교체하는 것도 올바른 대책이다.

맥동 점 용접은 짧은 통전과 휴지를 반복하는 단속적인 통전 방식으로 모재의 과열을 막고 용접 변형을 줄이는 방법이며, 사이클 단위로 전류를 연속하여 통전한다는 설명은 단속 통전의 특성과 맞지 않는 틀린 설명이다.
인터랙 점 용접에 대한 설명은 올바른 내용이다.
단극식 점 용접에 대한 설명도 올바른 내용이다.
직렬식 점 용접에 대한 설명도 올바른 내용이다.

MIG 용접에서 용가재가 고속으로 용융되어 미세한 입자로 분사되며 모재로 옮겨가는 이행 방식은 스프레이 이행이다.

CO2 아크 용접에서 판이 두꺼워질수록 한쪽만 개선한 홈 대신 양쪽에서 개선한 홈을 사용하며, 가장 두꺼운 판에는 H형 홈이 사용된다.
H형은 U형 개선을 판의 양쪽에 대칭으로 준 형상으로, I형·V형·J형보다 두꺼운 판에 적용한다.

주석-납은 융점이 450℃ 미만인 연납(연화땜재)에 속해 경납으로 분류되지 않는다.
황동납·인동납·은납은 모두 융점이 450℃ 이상인 경납으로, 강도가 높은 접합부에 사용된다.

통전전류가 20~50mA이면 고통과 함께 강한 근육 수축이 일어나고 호흡이 곤란해진다. 근육이 저려 움직이지 못하는 것은 이보다 낮은 10~20mA 수준이다. 50mA 이상이면 심실세동으로 순간 사망할 위험이 있다.

오버랩은 용융금속이 모재에 융합되지 않고 겹쳐 쌓인 결함으로, 결함 부분을 깎아내고 재용접하는 방식으로 보수한다.
정지구멍을 뚫는 방법은 균열의 진행을 막을 때 쓰는 보수법이다.
가는 용접봉을 사용하는 방법은 언더컷 등 좁은 결함부 보수에 적합하다.
결함부를 절단해 다시 용접하는 방법은 결함이 광범위하거나 내부까지 이어질 때 쓴다.

용접균열은 발생 온도에 따라 구분되며, 저온균열은 일반적으로 200~300℃ 이하에서 발생하는 균열을 말한다.
수소의 확산과 잔류응력이 원인이 되는 지연균열이 대표적인 저온균열이며, 이보다 훨씬 높은 온도에서 응고 과정 중에 생기는 균열은 고온균열로 구분한다.

용접부 시험은 크게 기계적 시험, 물리적 시험, 화학적 시험 등으로 분류되며, 충격 시험은 인장·굽힘 시험과 함께 기계적 시험에 속한다.
충격 시험은 노치가 있는 시편에 충격 하중을 가해 재료의 인성(취성 파괴 저항성)을 평가하는 시험이다.

볼트나 환봉을 피스톤형 홀더(건)에 끼우고 모재와의 사이에 순간적으로 아크를 발생시켜 접합하는 방법은 스터드 용접이다.
아크로 모재와 스터드 끝면을 용융시킨 뒤 스터드를 모재에 눌러 붙이는 원리로, 짧은 시간에 볼트류를 모재에 직접 용접할 때 사용한다.

TIG 용접에서 용입 깊이는 직류역극성(DCRP)이 가장 얕고, 직류정극성(DCSP)이 가장 깊으며, 교류(AC)는 그 중간 정도이다.
따라서 용입 깊이는 DCRP < AC < DCSP 순으로 커진다.
역극성은 모재의 열 부담이 적어 청정효과는 크지만 용입이 얕고, 정극성은 반대로 용입이 깊다.

용접봉이 습기를 흡수하면 아크열에 의해 수분이 수소가스로 분해되어 용융금속 속에 갇히면서 기공이 발생하기 쉽다.
이 때문에 습기를 흡수한 용접봉은 사용 전 반드시 건조(재건조)하여 사용해야 한다.

테르밋 용접은 테르밋 반응(산화철+알루미늄분말)의 화학열을 이용하므로 전기가 필요 없고, 설비가 간단해 작업 장소 이동이 쉬우며 용접 작업도 단순한 편이다.
반응 시간이 짧아 용접 시간이 짧고 변형이 적은 것이 특징이므로, 용접 시간이 길고 변형이 크다는 설명은 옳지 않다.

박판(3.2mm) 맞대기 용접에서 100A 전류를 사용할 때의 표준 아크 전압 범위는 경험식 V = 15 + (I × 0.04) 또는 산업 표준 가이드에 따라 결정되는데, 100A에서는 일반적으로 18~21V 범위가 적용된다. 이는 박판의 낮은 열입력을 유지하면서도 안정적인 용접 비드를 형성하기 위한 표준 조정값이다.
탄산가스 아크 용접(CO₂ MAG 용접)에서 아크 전압은 아크 길이에 의해 결정되며, 일반적으로 용접전류의 크기와 모재의 두께에 따라 결정된다.
전압이 너무 낮으면(10~13V) 아크가 불안정해지고 비드 형태가 불량해진다.
전압이 너무 높으면(23V 이상) 과도한 열입력으로 박판의 용접변형과 관통 불량이 발생한다.

초음파 탐상법은 대표적으로 투과법, 펄스반사법, 공진법으로 분류된다.
스테레오법은 두 방향에서 촬영한 방사선 사진으로 결함의 위치를 입체적으로 파악하는 방사선 투과시험 관련 기법으로, 초음파 탐상법의 종류에 속하지 않는다.

가스절단 작업 중에는 절단이 계획대로 진행되는지 계속 확인해야 하므로 절단 진행 중 시선을 절단면에서 떼면 안 된다.
호스 꼬임 확인, 보호구 착용은 안전을 위해 반드시 지켜야 할 사항이다.
절단면은 예리하고 날카로워 상처를 입지 않도록 주의해야 한다.

피복 아크 용접에서 아크 길이가 너무 길면 용융금속이 산화 및 질화되기 쉬워진다는 것이 올바른 설명이다. 보기 2번은 "산화 및 질화되기 어렵다"고 표현하여 반대의 의미를 나타내므로 틀렸다. 아크 길이가 길수록 산소와 질소의 접촉이 증가하여 용융금속의 산화·질화가 촉진되고, 이는 용접 품질 저하로 이어진다. 보기 1, 3, 4는 모두 올바른데, 짧은 아크는 용접 안정성을 높이고, 아크 길이는 보통 용접봉 심선 지름 정도(일반적 3mm 전후)이며, 아크 전압은 아크 길이에 정비례 관계를 가진다.

용극식 용접법은 용접봉 자체가 전극이자 용가재 역할을 하며 소모되는 방식으로, 용접봉과 모재 사이의 아크열을 직접 이용하는 피복 아크 용접이 대표적이다.
플라스마 아크 용접은 소모되지 않는 텅스텐 전극을 쓰는 비용극식이고, 테르밋 용접은 아크가 아니라 테르밋 반응열을 열원으로 하는 방식이어서 원리가 다르다.

헬멧이나 핸드실드의 차광유리는 스패터나 열, 충격에 약해 쉽게 손상되므로, 그 앞에 투명한 보호유리를 덧대어 차광유리를 보호하기 위한 목적으로 사용한다.
보호유리는 오염되거나 손상되어도 교체가 간편해, 고가의 차광유리를 오래 사용할 수 있게 해준다.

가연성 가스 중 아세틸렌은 산소와 반응할 때 불꽃 온도가 약 3,430℃에 달해 제시된 가스 중 가장 높은 불꽃 온도를 낸다.
수소, 프로판, 메탄의 산소 불꽃은 대체로 2,500~3,000℃ 수준으로 아세틸렌보다 낮아, 국부 가열과 절단·용접에 필요한 고온을 얻기에는 아세틸렌이 가장 유리하다.

직류 아크 용접기는 극성을 정극성(DCSP)과 역극성(DCRP)으로 바꾸어 사용할 수 있는 것이 교류 용접기와 다른 특징이다.
반면 직류 용접기는 구조가 복잡하고, 아크 안정성은 더 우수하며, 감전 위험은 교류보다 상대적으로 적은 편이어서 나머지 설명은 옳지 않다.

가스용접봉 지름은 모재 두께로부터 $D = \dfrac{T}{2} + 1$ 식으로 구한다.
모재 두께 $T = 3.2 \ \mathrm{mm}$를 대입하면 $D = \dfrac{3.2}{2} + 1 = 2.6 \ \mathrm{mm}$가 된다.
따라서 이 모재에 적당한 용접봉 지름은 2.6mm이다.

피복 아크 용접봉의 용융속도는 아크전류와 용접봉 쪽 전압강하의 곱으로 결정된다.
즉 용융속도 $= I \times V_{\text{용접봉}}$로, 모재 쪽 전압강하나 아크전압이 아니라 용접봉 자체에서 발생하는 저항열(전압강하)이 용융속도를 좌우한다.

산소용기 내 산소량은 내용적 × 게이지 압력으로 구한다.
$33.7 \ \mathrm{L} \times 150 \ \mathrm{kgf/cm^2} = 5055 \ \mathrm{L}$
따라서 이 산소병에 들어 있는 산소량은 5,055L이다.

아세톤은 1기압에서 자신의 부피의 약 25배에 이르는 아세틸렌을 용해할 수 있다.
아세톤 $2 \ \mathrm{L} \times 25 = 50 \ \mathrm{L}$이므로, 아세틸렌 50L이 용해된다.

아크에어가우징은 아크열로 금속을 녹이고 압축공기로 녹은 금속을 불어내는 방식으로 홈을 파는 작업으로, 치핑·그라인딩·가스가우징에 비해 작업 능률이 약 2~3배 높은 것으로 알려져 있다.
작업 속도가 빠르고 모재에 주는 악영향이 적어 용접 결함부 제거나 홈 가공 준비 작업에 널리 사용된다.

초음파 용접은 고주파 진동에 의한 기계적 에너지(마찰열)를 이용해 금속을 접합하는 용접법이다.
고주파 용접은 고주파 전류에 의한 저항열을, 전자빔·레이저빔 용접은 각각 전자빔과 광에너지를 열원으로 이용한다는 점에서 초음파 용접과 차이가 있다.

피복 아크 용접봉의 용접부 보호방식은 슬래그 생성식, 가스 발생식, 반가스 발생식(가스-슬래그 병용식)으로 분류된다.
제시된 항목 중 아크 발생식이라는 분류는 존재하지 않으므로 보호방식 분류에 속하지 않는다.

특수 절단 및 가스 가공에는 수중 절단, 스카핑, 가스 가우징 등이 있다.
치핑은 정(chisel)과 해머로 금속 표면을 깎아내는 기계적 가공으로, 가스를 이용한 절단·가공 방법에 해당하지 않는다.

교류전원이 없는 옥외 장소에서는 자체적으로 전기를 발생시킬 수 있는 엔진 구동형 직류 아크 용접기가 가장 적합하다.
정류기형과 전동 발전형은 상용 교류전원이 필요하고, 기동(가동) 철심형은 교류 용접기의 한 종류이므로 전원이 없는 옥외 작업에는 적합하지 않다.

산소 절단 시 차광유리의 차광번호는 절단하는 판 두께에 따라 정하며, 두께 25mm 이하의 연강판 산소 절단에는 차광번호 3~4 정도가 적합하다.
가스 절단은 아크 용접에 비해 발생하는 광량이 적어 비교적 낮은 차광번호를 쓰며, 판이 두꺼워질수록 4~5, 5~6 등으로 차광번호를 높여 간다.

가스용접의 후진법은 전진법에 비해 용접 속도가 빠르고 열 이용률이 좋아, 두꺼운 판의 용접에 적합하다.
또한 후진법은 홈 각도를 작게 잡을 수 있고 용접 후 변형도 전진법보다 적어, 제시된 설명 중 판 두께가 두꺼운 용접에 유리하다는 내용만 옳다.

절단용 산소에 불순물이 섞이면 산화 반응이 방해받아 절단면이 거칠어지고 절단속도가 느려지며, 슬래그의 이탈성도 나빠진다.
이 경우 절단에 필요한 산소의 소비량은 오히려 늘어나므로, 소비량이 적어진다는 설명은 옳지 않다.

공구강(공구재료)은 절삭 중 마모와 충격을 견뎌야 하므로 강인성과 내충격성이 커야 하며, 상온·고온 경도와 내마모성도 높아야 한다.
따라서 강인성 및 내충격성이 작아야 한다는 설명은 공구재료의 구비조건과 반대되는 내용이다.

두랄루민은 알루미늄 합금 중 하나로, Al에 Cu, Mg, Mn을 첨가한 성분으로 이루어진다.
시효경화 처리를 통해 강도를 높인 대표적인 고강도 알루미늄 합금으로, 항공기 재료 등에 사용된다.

뜨임(템퍼링)은 담금질로 경화된 강의 내부 응력을 제거하고 인성을 높여 취성을 낮추는 처리로, 취성을 부여한다는 설명은 옳지 않다.
담금질은 급냉으로 재질을 경화시키고, 풀림은 재질을 연화·균일화하며, 불림은 가열 후 공냉하여 조직을 표준화한다는 점에서 나머지 설명은 모두 옳다.

구리와 구리 합금의 물성 특징을 검토하면, 구리는 전기·열 전도율이 매우 높고(1번 ○), 연성과 전연성이 우수해 가공성이 좋으며(2번 ○), 철강에 비해 산화와 부식에 강한 내식성을 가집니다(4번 ○). 그러나 구리의 비중은 약 8.9 g/cm³로 철강(약 7.85 g/cm³)보다 무거우므로 가볍지 않습니다(3번 ✗). 따라서 구리의 우수한 점이 아닌 것은 3번입니다.

주강은 주철보다 강도가 높지만 응고 시 수축량이 커서 주조 결함(수축공 등)이 생기기 쉬우므로, 수축이 적다는 설명은 틀린 내용이다.
주강은 유동성이 나쁘고 고온 인장강도가 낮으며, 표피 및 인접부의 품질은 양호한 편이라는 나머지 특성은 옳다.

마그네슘 합금은 내식성이 약해 바닷물(염수)에 접촉하면 쉽게 부식(침식)되는 특성이 있으므로, 침식되지 않는다는 설명은 옳지 않다.
비강도가 크고 냉간가공이 어려우며, 절삭성이 좋아 무게를 줄이는 데 효과적이라는 나머지 특징은 마그네슘 합금의 일반적인 성질과 일치한다.

냉간가공은 재결정 온도 이하에서 가공하는 방식으로, 가공경화가 일어나 제품의 강도와 경도가 오히려 높아진다.
따라서 가공경화에 의해 강도가 낮아진다는 설명은 옳지 않으며, 표면이 미려하고 치수 정도가 좋으며 가공비가 적게 드는 것은 냉간가공의 일반적인 장점이다.

산소-아세틸렌 불꽃으로 강 표면만을 급속 가열한 뒤 물이나 압축공기로 급랭시켜 표면만 경화시키는 방법은 화염 경화법이다.
질화법과 가스 침탄법은 화학 성분(질소, 탄소)을 표면에 침투시켜 경화시키는 방법이고, 고주파 경화법은 고주파 유도전류의 열을 이용한다는 점에서 화염 경화법과 원리가 다르다.

인바, 슈퍼인바, 플라티나이트는 모두 Ni-Fe계 합금으로 열팽창계수가 매우 작아 정밀기기·전자기 재료에 사용된다.
콘스탄탄은 Cu-Ni계 합금으로 전기저항이 크고 온도에 따른 저항 변화가 적어 열전대나 저항선에 쓰이며, Ni-Fe계 합금에는 속하지 않는다.

오스테나이트계 스테인리스강은 입계부식(예민화)을 방지하기 위해 용접 입열을 최소화해야 하므로, 낮은 전류로 용접하고 아크 길이도 짧게 유지해야 한다.
따라서 아크 길이를 길게 유지한다는 설명은 옳지 않으며, 크레이터 처리와 모재와 동일한 재질의 용접봉 사용은 유의해야 할 사항으로 옳다.

가단주철은 백선주물을 열처리하여 강인한 조직을 얻은 주철로, 처리 방식에 따라 백심가단주철·흑심가단주철·펄라이트 가단주철·특수가단주철 등으로 나뉜다.
오스테나이트는 강의 고온 조직 명칭일 뿐 가단주철의 분류 기준이 아니며, 그런 명칭의 가단주철 종류는 존재하지 않는다.

이 기호는 슬롯의 너비 6 mm, 용접 길이 22 mm를 지시한 것이다.
그림의 기선 위에는 직사각형 기본기호가 있고 그 왼쪽에 6, 오른쪽에 5×22 (150)이 적혀 있다. 기본기호 왼쪽 숫자는 슬롯의 너비(폭), 오른쪽의 5는 용접 수, 22는 각 용접의 길이, 괄호 안 150은 용접과 용접 사이의 간격이다.
즉 너비 6 mm의 슬롯 용접을 길이 22 mm로 5곳, 150 mm 간격으로 하라는 지시이며, 22를 용접 수나 피치로 읽거나 6을 루트 간격으로 읽으면 잘못된 해석이 된다.

리벳의 호칭 길이는 머리 모양에 따라 표시 방법이 다르며, 접시머리 리벳은 머리가 모재 표면과 같은 높이로 묻히는 구조이므로 머리부까지 포함한 전체 길이로 호칭한다.
둥근머리·납작머리·냄비머리 리벳은 머리를 제외한 몸통(생크) 길이만으로 호칭 길이를 나타낸다.

제도에서 외형선은 물체의 보이는 부분의 형상을 나타내는 선으로 굵은 실선을 사용하며, 가는 실선이 아니다.
피치선과 중심선은 가는 1점쇄선, 숨은선은 가는 파선(또는 굵은 파선)으로 표시하는 것이 맞는 설명이다.

제거할 수 있는 이면 판재(백킹)를 쓸 때의 보조기호는 MR이다.
보조기호에서 M은 용접 후에도 떼어내지 않고 그대로 두는 영구적인 이면 판재를 뜻하며, 여기에 제거(removable)를 뜻하는 R을 덧붙인 MR가 용접이 끝난 뒤 떼어낼 수 있는 이면 판재를 나타낸다.
따라서 M만 적힌 기호는 영구 이면 판재여서 '제거 가능'과 맞지 않고, 나머지 문자 표기는 이면 판재를 나타내는 보조기호가 아니다.

정면도의 윗변이 홈 구간에서도 끊기지 않고 이어지고, 우측면도의 숨은선이 뒤쪽으로 갈수록 올라가는 투상도가 옳다.
입체도는 직육면체 윗면에 앞뒤 방향으로 홈이 파여 있고, 홈 바닥이 경사면이어서 앞면 쪽에서는 깊고 뒤로 갈수록 얕아져 뒤쪽에서 윗면과 만난다. 평면도는 홈의 양쪽 벽이 세로 실선 두 개로 나타나 세 칸으로 나뉜 직사각형이 된다.
정면도에서는 앞면에 뚫린 홈이 사각형으로 보이는데, 홈 안쪽 끝에서 경사 바닥이 윗면과 만나는 모서리가 그대로 보이므로 홈 너비만큼 윗변 자리에 실선이 그어진다. 우측면도에서는 홈이 오른쪽 옆면에 가려져 경사 바닥의 모서리가 파선으로 나타나며, 앞쪽(왼쪽) 아래에서 시작해 뒤쪽(오른쪽) 위 모서리까지 올라간다.

평행선을 이용한 전개도법은 각기둥이나 원기둥처럼 모서리(또는 중심축)가 서로 평행한 입체를 전개할 때 사용하는 방법이다.
모서리에 나란한 선을 그어 전개하므로 각기둥·원기둥의 전개에 가장 적합하다.

원호와 같은 중심의 원호로 치수선을 긋고 치수 숫자 42 위에 원호 기호(⌒)를 붙인 기입법이 원호의 길이를 나타낸다.
치수선을 직선으로 긋고 42를 적으면 원호가 아니라 두 끝점을 잇는 현의 길이(직선 거리)를 지시한 것이 되어 뜻이 달라진다.
치수선을 원호로 그었더라도 숫자 위에 원호 기호가 없으면 각도 치수 등과 구별되지 않으므로, 원호 기호까지 붙여야 호의 길이임이 분명해진다.

등각 투상법은 세 좌표축이 서로 $120^\circ$의 각을 이루도록 투상하여, 하나의 투상면에 정면·평면·측면을 동시에 나타내는 투상법이다.

동심원 두 개가 왼쪽, 사다리꼴이 오른쪽에 놓인 원뿔대 기호이므로 제3각법 기호다.
사다리꼴은 왼쪽 변이 짧고 오른쪽 변이 길게 그려져 있어, 지름이 작은 쪽이 왼쪽인 원뿔대를 옆에서 본 모양이다. 작은 쪽에서 바라보면 큰 원 안에 작은 원이 모두 실선으로 보이므로, 동심원 그림은 왼쪽에서 본 투상도다.
제3각법은 물체를 본 쪽에 그 투상도를 배치하므로 왼쪽에서 본 그림이 왼쪽에 놓이고, 제1각법은 반대쪽에 놓여 원이 사다리꼴의 오른쪽에 그려진다. 따라서 원이 왼쪽에 있는 이 기호는 3각법을 뜻한다.