[용접기사 필기] 19년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

절삭공구는 절삭 중의 충격과 진동을 견뎌야 하므로 인성은 클수록 좋다. 고온경도와 내마멸성이 크고 마찰계수가 작아야 한다는 나머지 조건은 모두 옳은 구비조건이다.

강 표면에 알루미늄(Al)을 확산 침투시켜 합금층을 만드는 금속침투법이 칼로라이징이다. 크로마이징은 Cr, 실리코나이징은 Si, 세라다이징은 Zn을 침투시킨다.

주철처럼 메진(취성) 재료를 저속으로 절삭하면 칩이 소성변형을 버티지 못하고 순간적으로 쪼개져 균열형(열단형) 칩이 된다. 유동형 칩은 연성 재료를 고속·큰 경사각으로 절삭할 때 나온다.

절삭속도와 회전수는 $v=\dfrac{\pi D N}{1000}$ 관계이므로 $N=\dfrac{1000v}{\pi D}$이다.
$N=\dfrac{1000\times 20}{\pi\times 50}=127.3$, 즉 약 127.3rpm이다.

통기도는 $K=\dfrac{Q\,h}{p\,A\,t}$로 구한다(Q: 통과 공기량, h: 시료 높이, p: 공기압, A: 시험편 단면적, t: 배기시간).
$A=\dfrac{\pi\times 5^2}{4}=19.63\ \mathrm{cm^2}$이므로 $K=\dfrac{2000\times 5}{10\times 19.63\times 5}=10.19$, 약 10.19cm/min이다.

업세팅은 재료를 축 방향으로 압축해 지름은 굵게, 길이는 짧게 만드는 자유단조 작업이다. 길이를 늘리며 단면적을 줄이는 것은 늘리기(drawing down), 구멍을 뚫는 것은 펀칭이다.

래핑하면 표면이 매끈해져 미끄럼면의 마찰계수는 오히려 낮아진다. 기하학적 정밀도가 높다는 장점과, 남거나 비산한 랩제가 마모를 촉진한다는 단점은 모두 맞는 설명이다.

입상 용제를 뿌리고 그 용제 속에서 아크가 보이지 않게 발생하므로 잠호(潛弧) 용접, 곧 서브머지드 아크 용접이다. 와이어가 자동으로 연속 공급되어 후판 용접 능률이 매우 높다.

방전가공은 방전열로 재료를 녹여 없애므로 도전성만 있으면 경도가 높아도 가공할 수 있다 — 초경합금·담금질강 가공에 오히려 유리하다. 공구가 닿지 않는 비접촉 가공이라 가공력이 거의 걸리지 않고, 전극은 동·흑연을 쓴다.

G01은 직선 보간으로, 지령한 이송속도로 직선 절삭을 한다. 위치 결정(급속이송)은 G00, 원호 보간은 G02·G03, 나사 절삭은 G32이다.

공작기계는 오래 견뎌야 하므로 내구력이 커야 한다. 가공능력과 정밀도가 높고 고장이 적으며 효율이 좋아야 한다는 나머지 조건은 모두 옳다.

원형·각형 등 여러 단면 형상의 다이 구멍으로 소재를 끌어당겨 단면적을 줄이는 것이 봉재 인발이다. 관재 인발은 관의 지름·두께를 줄이는 작업, 선재 인발은 가는 선을 뽑는 작업이다.

공구에 초음파 진동을 주어 알런덤·카보런덤 등 지립을 공작물에 충돌시켜 깎아내는 것이 초음파 가공이다. 유리·세라믹처럼 전기가 통하지 않는 취성 재료도 가공할 수 있다.

이미 뚫려 있는 구멍을 더 크게 넓히고 정밀하게 다듬는 기계가 보링머신이다. 셰이퍼·플레이너·슬로터는 왕복운동으로 평면·홈 등을 깎는 기계라 구멍 확대와는 다르다.

왁스 같은 가용성 모형을 내화재 슬러리로 감싸 주형을 만든 뒤 모형을 녹여 빼내고 용탕을 붓는 정밀주조법이 인베스트먼트법(로스트 왁스법)이다. 치수 정밀도와 표면이 좋아 복잡한 소형품에 쓴다.

KCN·NaCN 등 청화물 용융염에 담가 침탄시키는 방법이 액체 침탄법(청화법)이다. 가열이 균일하고 처리 시간이 짧아 소형 부품에 유리하며, 탄소와 질소가 동시에 침투한다.

삼침법은 나사 홈에 지름이 같은 침 3개를 끼우고 그 바깥을 마이크로미터로 재어 유효지름을 구하는 방법이다. 정밀도가 높아 나사 게이지 검사에 쓰인다.

가공물을 양극으로 하여 전해액 속에서 표면을 미세하게 용해시켜 매끈하게 만드는 것이 전해연마다. 버니싱·배럴가공은 기계적 가공, 워터젯은 고압수 분사 가공이다.

사인바는 $\sin\theta=\dfrac{H}{L}$ 관계를 이용하므로 게이지 블록 높이차는 $H=L\sin\theta$다.
$H=200\times\sin 10^\circ=200\times 0.1736=34.73$이므로 약 34.73mm다.

용접 잔류응력은 $A_1$ 변태점 이하로 가열·유지한 뒤 서랭하는 풀림(응력제거 풀림)으로 제거한다. 담금질은 오히려 잔류응력을 키우고, 뜨임은 담금질한 조직의 인성 회복이 목적이다.

평면응력에서 최대전단응력은 $\tau_{max}=\sqrt{\left(\dfrac{\sigma_x-\sigma_y}{2}\right)^2+\tau_{xy}^{\,2}}$이다.
$\tau_{max}=\sqrt{\left(\dfrac{1750-350}{2}\right)^2+600^2}=\sqrt{700^2+600^2}=921.9$이므로 약 922MPa다.

양단 핀 지지 기둥의 좌굴응력은 $\sigma_{cr}=\dfrac{\pi^2 EI}{AL^2}$이고, 사각단면은 $I=\dfrac{bh^3}{12},\ A=bh$다.
대입하면 $\sigma_{cr}=\dfrac{\pi^2E\,(bh^3/12)}{bh\,L^2}=\dfrac{\pi^2 E h^2}{12L^2}$로, b가 소거되고 12가 분모에 남는다.

머리부의 전단면적은 $\pi d H$, 축의 인장면적은 $\dfrac{\pi d^2}{4}$이므로 $\tau=\dfrac{Q}{\pi dH}$, $\sigma=\dfrac{4Q}{\pi d^2}$다.
허용조건 $\tau=\dfrac{\sigma}{2}$에 넣으면 $\dfrac{Q}{\pi dH}=\dfrac{2Q}{\pi d^2}$가 되어 $H=\dfrac{d}{2}$이다.

일단고정·타단지지보(1차 부정정보)의 중앙에 집중하중이 걸릴 때, 지지단 A의 처짐이 0이라는 조건을 겹침법으로 풀면 반력이 $R_A=\dfrac{5P}{16}$, 고정단은 $\dfrac{11P}{16}$로 나뉜다. 단순보의 $P/2$보다 작은 이유는 고정단이 더 많은 하중을 받아 주기 때문이다.

필요 단면적은 $A=\dfrac{P}{\sigma}=\dfrac{500\times10^3}{80}=6250\ \mathrm{mm^2}$다.
정사각형이므로 한 변은 $a=\sqrt{6250}=79.1\ \mathrm{mm}$, 즉 약 7.9cm다.

응력집중은 노치부 최소단면(지름 10mm)을 기준으로 계산한다. 공칭응력은 $\sigma_n=\dfrac{P}{A}=\dfrac{9.5\times10^3}{\pi\times10^2/4}=121\ \mathrm{MPa}$다.
따라서 $\sigma_{max}=\alpha\,\sigma_n=2.5\times121=302\ \mathrm{MPa}$이다.

삼각형 분포하중의 합력은 $W=\dfrac{\omega_o L}{2}$이고, 작용점은 하중이 큰 B쪽으로 치우쳐 A에서 2L/3 지점이다.
B점 모멘트 평형에서 $R_A\,L=\dfrac{\omega_o L}{2}\times\dfrac{L}{3}$이므로 $R_A=\dfrac{\omega_o L}{6}$다.

비틀림각 $\theta=\dfrac{TL}{GI_p}$에서 $G=\dfrac{TL}{\theta I_p}$이며, $I_p=\dfrac{\pi d^4}{32}=\dfrac{\pi\times50^4}{32}=6.14\times10^5\ \mathrm{mm^4}$다.
각도를 라디안으로 환산하면 $7^\circ=0.1222\ \mathrm{rad}$이므로 $G=\dfrac{30600\times200}{0.1222\times6.14\times10^5}=81.6\ \mathrm{MPa}$다.

탄성에너지는 $U=\dfrac{1}{2}P\delta$이고 하중은 $P=\dfrac{EA\delta}{L}$다.
$P=\dfrac{200\times10^3\times500\times1.0}{500}=2\times10^5\ \mathrm{N}$이므로 $U=\dfrac{1}{2}\times2\times10^5\times0.001=100\ \mathrm{N\cdot m}$이다.

모멘트가 걸린 B점까지만 굽힘이 생기므로 $\delta_B=\dfrac{M_B(L/2)^2}{2EI}=\dfrac{M_BL^2}{8EI}$, $\theta_B=\dfrac{M_B(L/2)}{EI}=\dfrac{M_BL}{2EI}$다.
B~C 구간은 굽힘모멘트가 0이라 직선으로 기울어지므로 $\delta_C=\delta_B+\theta_B\cdot\dfrac{L}{2}=\dfrac{M_BL^2}{8EI}+\dfrac{M_BL^2}{4EI}=\dfrac{3M_BL^2}{8EI}$이다.

허용전단응력으로 전달할 수 있는 토크는 $T=\tau\dfrac{\pi d^3}{16}=20\times\dfrac{\pi\times20^3}{16}=31416\ \mathrm{N\cdot mm}=31.42\ \mathrm{N\cdot m}$다.
각속도가 $\omega=\dfrac{2\pi\times1800}{60}=188.5\ \mathrm{rad/s}$이므로 $H=T\omega=31.42\times188.5=5922\ \mathrm{W}$, 약 5.92kW다.

훅의 법칙 $E=\dfrac{\sigma}{\varepsilon}$에 $\sigma=\dfrac{P}{A}$, $\varepsilon=\dfrac{\delta}{\ell}$를 넣는다.
따라서 $E=\dfrac{P/A}{\delta/\ell}=\dfrac{P\ell}{A\delta}$로, 길이는 분자, 신장량과 단면적은 분모에 온다.

강관 자중과 내부 물 무게가 등분포하중이 된다. 강관은 $w_1=7800\times9.81\times\dfrac{\pi(0.2^2-0.16^2)}{4}=865\ \mathrm{N/m}$, 물은 $w_2=1000\times9.81\times\dfrac{\pi\times0.16^2}{4}=197\ \mathrm{N/m}$로 합이 $w=1062\ \mathrm{N/m}$다.
$I=\dfrac{\pi(0.2^4-0.16^4)}{64}=4.64\times10^{-5}\ \mathrm{m^4}$이므로 외팔보 자유단 처짐은 $\delta=\dfrac{wL^4}{8EI}=\dfrac{1062\times4^4}{8\times200\times10^9\times4.64\times10^{-5}}=3.66\times10^{-3}\ \mathrm{m}$, 약 3.66mm다.

두 토크의 회전 방향이 반대이므로 고정단이 받는 토크는 차이인 $T=50-30=20\ \mathrm{kN\cdot mm}$다.
$\tau=\dfrac{16T}{\pi d^3}=\dfrac{16\times20\times10^3}{\pi\times15^3}=30.2$이므로 약 30MPa다.

C점 절점의 평형을 보면 수직분력은 45° 부재 AC만 담당하므로 $F_{AC}=\dfrac{500}{\sin45^\circ}=707\ \mathrm{N}$(인장)이다.
수평방향 평형에서 $F_{BC}=F_{AC}\cos45^\circ=500\ \mathrm{N}$이고, 방향이 C를 벽 쪽으로 미는 쪽이므로 BC는 500N 압축이다.

두 하중의 합이 축하중, 편심 차이가 굽힘모멘트가 된다. $P=2000+3000=5000\ \mathrm{N}$, $M=3000\times0.3-2000\times0.2=500\ \mathrm{N\cdot m}$다.
$A=0.01\ \mathrm{m^2}$, $Z=\dfrac{a^3}{6}=\dfrac{0.1^3}{6}=1.667\times10^{-4}\ \mathrm{m^3}$이므로 $\sigma_{max}=\dfrac{P}{A}+\dfrac{M}{Z}=0.5+3.0=3.5\ \mathrm{MPa}$다.

양단에 같은 모멘트 M만 걸린 순수굽힘이므로 보 전 길이에서 굽힘모멘트가 M으로 일정하다.
따라서 $U=\int_0^L\dfrac{M^2}{2EI}dx=\dfrac{M^2L}{2EI}$이다.

고정단 굽힘모멘트는 반대 방향인 두 하중이 상쇄되어 $M=P\cdot L-P\cdot\dfrac{L}{2}=\dfrac{PL}{2}$이다.
정사각형 단면의 단면계수는 $Z=\dfrac{a^3}{6}$이므로 $\sigma_{max}=\dfrac{M}{Z}=\dfrac{PL/2}{a^3/6}=\dfrac{3PL}{a^3}$다.

중공 원형 단면계수는 $Z=\dfrac{\pi(d^4-d_1^{\,4})}{32d}$이고 여기서 $d_1=\dfrac{d}{3}$다.
$d^4-\left(\dfrac{d}{3}\right)^4=\dfrac{80}{81}d^4$이므로 $Z=\dfrac{\pi}{32d}\times\dfrac{80}{81}d^4=\dfrac{5\pi d^3}{162}$다.

반력은 $R_A=3.375\ \mathrm{kN}$, $R_B=10.125\ \mathrm{kN}$이고, 절댓값 최대 굽힘모멘트는 내민보 부분이 걸리는 지점 B에서 생긴다.
$M_B=-\dfrac{q\,{L_1}^2}{2}=-\dfrac{3\times1.5^2}{2}=-3.375\ \mathrm{kN\cdot m}$로, AB 구간의 최대치 1.898보다 크므로 답은 3.375kN·m다.

탈황은 $\mathrm{FeS}+\mathrm{CaO}\rightarrow\mathrm{CaS}+\mathrm{FeO}$처럼 염기성 산화물이 황을 붙잡는 반응이므로 슬래그의 염기도가 높을수록 잘 진행된다. 산성 성분인 $\mathrm{SiO_2}$가 많으면 염기도가 떨어져 불리하고, 온도는 높을수록, 형석을 넣어 유동성을 좋게 할수록 유리하다.

Fe-C 상태도에서 1147℃·4.3%C의 공정반응으로 액상에서 정출되는 조직이 레데부라이트(오스테나이트+시멘타이트)다. 펄라이트는 723℃ 공석반응 생성물이고, 트루스타이트는 담금질·뜨임으로 얻는 조직이다.

고온균열은 이름 그대로 응고 과정의 높은 온도에서 발생하며, 용접부가 200℃ 이하로 식은 뒤 수소 때문에 생기는 것은 저온균열이다. 입열량이 큰 용접에서 잘 생기고 표면까지 진전되면 산화로 식별이 어렵다는 나머지 설명은 옳다.

탄소당량은 Mn·Si·Cr·Ni 등 합금원소의 영향을 탄소량으로 환산해 더한 값으로, 값이 클수록 경화능이 커져 저온균열이 쉬워지고 용접이 곤란해진다. 주철의 흑연 함유량이나 Mn/Si 비를 나타내는 값이 아니다.

KS에서 배관용 탄소 강관은 SPP(Steel Pipe Piping)로 표기한다. SS235는 일반구조용 압연강재, SM275A는 용접구조용 압연강재, SGT550은 일반구조용 탄소 강관 기호다.

TTT(항온변태) 곡선의 nose time은 오스테나이트가 얼마나 빨리 변태를 시작하는지, 곧 경화능을 좌우하는 인자로 정해진다. 합금원소·탄소함량·결정입도는 모두 변태 시작 시간을 늦추지만, 인장성질은 변태속도를 결정하는 인자가 아니라 그 결과일 뿐이다.

오스테나이트계 스테인리스강은 400~900℃ 구간에서 $\mathrm{Cr_{23}C_6}$ 탄화물이 결정립계에 석출되고 그 주변이 Cr 결핍층이 되어 입계부식(예민화)을 일으킨다. 저탄소(L)강 사용, Ti·Nb 안정화, 용체화 처리로 방지한다.

Si와 Mg를 소량 넣은 Al-Mg-Si계 합금이 알드리(Aldrey)로, 내식성과 전기전도율이 좋아 송전선에 쓰인다. 알민은 Al-Mn계, 하이드로날륨은 Al-Mg계 내식 합금이고, 알클래드는 순Al을 압착한 피복재다.

구리는 탄소강의 인장강도와 탄성한도를 높이고 대기 부식에 대한 저항성도 키운다. 다만 적열취성을 일으켜 열간 가공성은 떨어뜨린다.

풀림은 가공경화와 내부응력을 없애 재료를 연하게 만드는 열처리이므로 강화 방법이 아니다. 고용강화·가공경화·입자분산강화는 모두 전위의 이동을 방해해 강도를 올리는 대표적 강화 기구다.

순철의 $A_3$ 변태점은 910℃로, 체심입방(α철)이 면심입방(γ철)로 바뀌는 동소변태다. 768℃는 자기변태 $A_2$, 1400℃는 $A_4$, 723℃는 강의 $A_1$(공석) 변태점이다.

질소(N)는 용착금속의 인장강도·경도를 올리는 대신 연신율과 충격치를 떨어뜨리고 시효·뜨임취성의 원인이 된다. 수소는 은점과 저온균열, 산소는 기공, 황은 고온균열(적열취성)의 원인이다.

담금질로 얻는 마텐자이트는 탄소가 과포화된 체심정방 조직이라 경도가 가장 높다. 경도 순서는 마텐자이트 > 트루스타이트 > 소르바이트 > 펄라이트 > 페라이트다.

가공한 금속을 가열해 재결정시킬 때 결정입계가 이동하면서 생기는 쌍정이 풀림쌍정이며, 황동 같은 면심입방 금속에서 흔히 관찰된다. 변형(기계적)쌍정은 소성변형 중 전단으로 생긴다.

담금질한 강을 $A_1$ 변태점 이하로 다시 가열·유지해 내부응력을 풀고 인성을 회복시키는 열처리가 템퍼링(뜨임)이다. 어닐링·노멀라이징은 $A_3$ 이상으로 가열하고, 퀜칭은 급랭해 경도를 올리는 처리다.

탄소당량이 0.4% 이하면 열영향부 최고경도가 낮게 유지되어 예열 없이도 저온균열 없이 용접할 수 있다. 이 값을 넘으면 경화가 심해져 예열·후열 같은 별도 대책이 필요해진다.

Mg의 용융점은 약 650℃로 보기 중 가장 낮다. Cu는 1083℃, Ni는 1455℃, Fe는 1538℃다.

크레이터 균열은 아크를 끊은 자리의 오목부에서 응고 중에 생기는 고온균열이다. 토우 균열·루트 균열·비드 밑 균열은 모두 확산성 수소와 경화조직이 원인인 저온균열이다.

용융금속이 응고할 때 먼저 굳는 부분과 나중에 굳는 부분 사이에 성분 농도차가 생기는 현상이 편석이다. 공석·포석·편정은 모두 상태도상의 변태(반응) 이름이다.

S-N 곡선은 응력(S)과 파단까지의 반복횟수(N)를 나타낸 피로시험 곡선으로, 곡선이 수평이 되는 응력이 피로한도다. 항온변태 속도를 나타내는 것은 TTT(S곡선) 선도다.

E4327은 철분 산화철계 용접봉으로, 다량의 철분 덕분에 용착속도가 빨라 아래보기·수평필릿 전용인 그래비티 용접에 쓰인다. E4311은 고셀룰로스계, E4313은 고산화티탄계, E4316은 저수소계다.

맞대기·필릿 이음의 각변형은 변형된 반대쪽 면을 띠 모양으로 가열해 수축시키는 선상 가열법으로 교정한다. 점 가열·격자 가열은 얇은 판의 좌굴변형, 쐐기 모양 가열은 형강 등의 굽힘변형 교정에 쓴다.

하중이 작거나 없는 이음은 전 길이를 이을 필요가 없으므로 단속필릿 용접이 용착량과 공수를 줄여 비용이 절감된다. 후판에는 용착량이 적은 X형 홈이 유리하고, 용접량·용접선 길이는 늘리지 말고 줄여야 변형과 잔류응력이 작아진다.

맞대기 이음은 이면 용접이 가능하도록 설계해 루트부 용입 부족을 없애야 한다. 용착금속량은 적을수록 좋고, 응력 흐름이 나쁜 필릿보다 맞대기가 유리하며, 용접선은 교차·집중시키지 않는다.

같은 평면에 이음이 많을 때 수축이 중앙으로 모이면 구속이 커져 균열과 잔류응력이 커지므로, 수축이 자유단 쪽으로 빠져나가게 순서를 잡아야 한다. 리벳과 병용 시 용접을 먼저 하고, 수축이 큰 이음을 먼저 하며, 중심축에 대한 수축력의 합을 0으로 두라는 나머지 원칙은 옳다.

용접 지그는 피용접물의 고정과 분해가 쉬워야 작업 능률이 올라간다. 변형 억제 구조, 작업 용이성, 능률 향상은 모두 옳은 선택 기준이다.

겹친 판 중 한쪽에 둥근 구멍을 뚫고 그 구멍을 메우듯 용접해 접합하는 것이 플러그 용접이다. 같은 방식으로 긴 홈(장공)을 뚫어 용접하면 슬롯 용접이 된다.

변형은 구조상 결함이 아니라 치수상 결함으로 분류된다. 기공·균열·언더컷·슬래그 혼입·용입 불량 등이 구조상 결함이고, 강도·연성 부족 등은 성질상 결함이다.

각 층마다 비드 전체 길이를 이어서 쌓아 올리는 다층 용착법이 빌드업법(덧살올림법)이다. 전진법·대칭법·비석(스킵)법은 한 층 안에서 용접 방향과 순서를 나누는 방법이다.

시험체에 초음파 펄스를 보내고 결함면이나 저면에서 되돌아온 반사파(에코)로 결함의 위치·크기를 알아내는 것이 펄스 반사법이며, 용접부 초음파탐상의 표준 방식이다. 투과법은 반대편에서 통과한 음압을 보고, 공진법은 주로 두께 측정에 쓴다.

완전 용입 맞대기 용접의 목두께는 판 두께 t와 같으므로 단면계수는 $Z=\dfrac{\ell t^2}{6}$이다.
$\sigma_b=\dfrac{M_b}{Z}=\dfrac{6\times0.83\times10^6}{150\times20^2}=83$이므로 약 83MPa다.

가용접의 크기와 피치는 모재를 서로 붙들어 매는 구속 조건이므로 변형을 억제하는 인자다. 용접전류·용접 층수·용접봉의 종류와 크기는 입열량과 용착량을 좌우해 변형을 키우는 쪽 인자다.

투과도계(상질 지시기)는 시험체와 같은 재질의 선·구멍을 함께 촬영해 방사선투과 사진의 상질(감도)을 평가하는 기구다. 결함 크기를 재거나 명암도를 조절하거나 필름 자체의 질을 높이는 도구가 아니다.

봉의 지름을 작게 해 패스 수를 늘리면 가열·냉각이 반복되어 굽힘변형이 오히려 커진다. 역변형을 주거나 구속 지그로 잡고, 개선 각도를 작게 해 용착금속량을 줄이는 나머지 방법은 변형 억제에 유효하다.

킨젤(Kinzel) 시험은 시험편 표면에 세로 비드를 놓고 노치를 넣어 굽히면서 용접부의 연성과 균열 발생을 조사하는 시험이다. 비드를 놓지 않은 모재 그대로도 시험할 수 있는 것이 특징이다.

아크가 불안정한 용접 시점·종점의 결함을 피하려고 모재와 같은 재질·형상의 보조판인 엔드탭을 붙여 그 위에서 아크를 시작·종료한 뒤 잘라낸다. 백킹은 루트 이면을 받쳐 용락을 막는 받침쇠로 목적이 다르다.

V형 기호에 수직선이 더해져 Y 모양이 되면 넓은 루트면을 가진 V형 맞대기 용접을 뜻하고, 여기에 붙은 반원이 이면(뒷면) 용접을 뜻한다. 두 기호가 함께 표기된 것이 조건에 맞는다.

아크를 처음 일으키거나 순간적으로 발생시켰다 끊을 때 모재 표면에 남는 국부 용융 자국이 아크 스트라이크다. 급랭으로 경화·미세균열이 생기기 쉬워 모재 표면에 남기면 안 되는 결함으로 다룬다.

잔류응력 제거법은 노내·국부 풀림, 저온 응력 완화법, 기계적 응력 완화법, 피닝법이며 고온 응력 완화법이라는 방법은 없다. 저온 응력 완화법은 용접선 양옆의 좁은 구역을 150~200℃로 가열한 뒤 곧바로 수랭하는 방법이다.

브리넬 경도 시험의 강구 압입자 지름은 1, 2, 2.5, 5, 10mm가 규격이며 20mm는 없다. 강재에는 보통 10mm 강구에 3000kgf 하중을 표준으로 쓴다.

초음파 용접은 겹친 용접물을 용접 팁과 하부 앤빌 사이에 끼우고 가압한 상태에서 초음파 진동을 가해 접합면의 산화막을 깨고 원자를 확산시키는 압접법이다. 모재를 녹이지 않으므로 금속판 0.01~2mm, 플라스틱 1~5mm 같은 얇은 판까지 접합할 수 있다. 마찰 용접은 회전 마찰열을, 레이저 용접은 용융을 이용하므로 조건이 맞지 않는다.

상승특성은 전류가 커질 때 아크전압이 조금 올라가는 특성으로, 가는 와이어를 정속 송급하는 CO₂·MIG 용접기에 부여한다. 아크가 길어지면 전류가 줄어 와이어 용융속도가 느려지고 짧아지면 전류가 늘어 빨리 녹으므로 아크 길이가 자동으로 일정하게 유지된다(아크 자기제어). 수하특성은 전류를 일정하게 유지하는 수동 피복아크 용접기용이라 자기제어와 무관하다.

점용접에서 용접점 간격이 좁으면 이미 접합된 점으로 전류가 새는 분류(shunt)가 생겨 너깃이 작아지므로 최소 피치를 확보해야 한다. 연강판 두께 0.8~1.2mm에 대해 제시되는 표준 최소 피치는 12~23mm다. 3~7mm처럼 짧게 잡으면 분류 손실로 용접부 강도가 나오지 않는다.

마찰교반용접(FSW)은 회전 툴을 맞대기·겹치기 직선 이음을 따라 이동시키며 접합하고 강력한 클램핑과 백킹판이 필요해, 모서리 용접이나 자유로운 이음부 구조에는 적합하지 않다. 고상 접합이므로 융접에서 생기는 기공·응고균열이 없고, 알루미늄 합금을 융점 이하 온도에서 붙일 수 있으며, 툴이 갭을 메우지 못해 이음부 갭 허용범위는 아크용접보다 좁다.

1차 측 전류는 1차 입력을 입력 전압으로 나눈 값이다. $I_1=\dfrac{P}{V}=\dfrac{25000}{200}=125\,\mathrm{A}$이므로 안전 스위치에는 125A 퓨즈를 붙인다.

아세틸렌용 조정기와 호스에는 유지분과 아세틸렌 잔류가스가 남아 있어 그대로 산소에 재사용하면 발화·폭발 위험이 있으므로 절대 겸용하지 않는다. 아세틸렌 용기는 용해된 아세톤 유출을 막기 위해 세워서 쓰고, 산소 용기는 밸브 보호를 위해 보호 캡을 씌워 운반하며, 산소에 다른 가스를 혼합해서도 안 된다.

불쾌지수는 기온과 습도의 상승작용으로 사람이 느끼는 더위·불쾌감의 정도를 나타내는 척도다. 감각온도(실효온도)는 여기에 기류까지 더해 평가하는 지표이므로 구분된다.

실드가스로 쓰는 이산화탄소는 공기보다 무거워 환기가 나쁜 작업장이나 저지대·탱크 내부 바닥에 고이면서 산소를 밀어낸다. 따라서 가장 큰 건강 위험은 이산화탄소 축적에 의한 질식이며, 밀폐공간에서는 반드시 강제 환기와 산소농도 측정을 병행한다.

납땜 용제는 가열 중 금속면의 산화를 방지하고 이미 생긴 산화피막을 제거해야 하므로 "산화를 촉진할 것"은 조건이 될 수 없다. 나머지는 모두 용제의 요구 조건으로, 땜 후 슬래그 제거가 쉽고 모재·땜납을 부식시키지 않으며 젖음성(유동성)이 좋아야 한다.

피복 아크 용접은 용접봉 끝을 다 쓰지 못하고 버리는 스터브 손실에 스패터·슬래그 손실까지 겹쳐 용착효율이 약 60% 내외로 가장 낮다. 와이어를 연속 송급하는 MIG·FCAW나 용가봉을 직접 녹여 넣는 TIG는 버리는 부분이 적어 효율이 훨씬 높다.

역류는 팁 막힘 등으로 산소가 아세틸렌 쪽으로 거꾸로 흘러드는 현상이므로, 즉시 산소를 차단하고 팁을 청소하며 안전기와 발생기를 차단하는 것이 대책이다. 아세틸렌 분출속도를 높이는 것은 역류 대책 항목이 아니며, 가스 압력·분출속도 부족으로 생기는 역화(back fire) 쪽에서 다루는 내용이다.

E4311은 고셀룰로오스계 용접봉으로, 피복제에 셀룰로오스를 20~30% 함유해 연소 시 발생하는 가스로 아크를 감싸는 가스 실드계의 대표다. E4301은 일미나이트계, E4313은 고산화티탄계, E4316은 저수소계로 슬래그 실드 성격이 강하다.

압력조정기는 감압 후 공급압력이 흔들리지 않아야 하므로 조정압력과 방출압력의 차이가 작아야 한다. 차이가 크면 토치로 나가는 가스량이 변해 불꽃이 불안정해진다. 동작이 예민하고 빙결되지 않으며, 용기 내 가스량이 줄어도 조정압력이 일정한 것은 모두 필요한 조건이다.

가스용접에서 모재 두께 $T$가 1mm 이상일 때 용접봉 지름은 $D=\dfrac{T}{2}+1$로 정한다. 예를 들어 두께 4mm 모재라면 $D=\dfrac{4}{2}+1=3\,\mathrm{mm}$짜리 용접봉을 쓴다.

용접봉을 (-), 모재를 (+)에 연결하는 것이 직류 정극성(DCSP)이다. 발열이 큰 (+)극이 모재 쪽이므로 용입이 깊고 용접봉 소모가 적으며, 두꺼운 판 용접에 유리하다. 반대로 연결한 것이 역극성(DCRP)이다.

프로젝션 용접은 모재에 만든 돌기에 전류를 집중시켜 가압·통전하는 저항용접, 즉 압접에 속한다. 스터드 용접·피복 아크 용접·서브머지드 아크 용접은 모두 아크열로 녹여 붙이는 융접이다.

산소창 절단은 토치 팁 대신 안지름 3.2~6mm, 길이 1.5~3m의 강관에 산소를 보내 강관 자체가 산화 연소할 때의 반응열로 절단하는 방법이다. 두꺼운 강판, 주철, 강괴처럼 일반 가스절단이 어려운 대상에 쓴다. 가스 가우징은 홈을 파는 작업이고, 분말 절단은 금속분말을 함께 뿌려 스테인리스 등을 절단하는 방법이다.

교류 아크 용접기는 역률이 나쁘고 직류 아크 용접기 쪽이 역률이 양호하므로, 교류가 더 좋다는 서술이 틀렸다. 직류기는 정류기나 발전기가 들어가 구조가 복잡하고, 교류기는 무부하 전압이 높아 전격 위험이 상대적으로 크다.

CO₂에 산소를 1~5% 섞으면 산화 발열 반응이 활발해져 용융지 온도가 올라가고 용입은 오히려 깊어진다. 따라서 "용입이 감소한다"가 효과와 거리가 멀다. 탈산 반응으로 용착금속이 청결해지고 슬래그가 늘어 비드 외관도 개선된다.

산화티탄(TiO₂)은 아크 안정제이자 슬래그 생성제이며, 이미 산화된 상태라 탈산 작용을 하지 못한다. 규소철(Fe-Si)·망간철(Fe-Mn)·알루미늄은 산소와의 결합력이 커 용융금속 속 산소를 빼앗는 대표적인 탈산제다.