[용접기사 필기] 17년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

절삭유제는 절삭열을 뺏는 냉각, 공구와 칩 사이 마찰을 줄이는 윤활, 칩을 씻어내는 세척, 가공면의 녹을 막는 방청 작용을 목적으로 쓴다. 마모는 절삭유가 억제해야 할 대상이지 사용 목적이 아니다.

오버랩은 용융금속이 모재와 융합되지 않고 모재 표면에 덮이듯 겹쳐 붙는 결함이다. 용접 전류가 부족하거나 용접봉의 용융점이 모재보다 낮아 모재가 충분히 녹지 않을 때 생긴다. 언더컷은 반대로 전류가 과대할 때 생긴다.

슈퍼 피니싱은 입도가 작고 연한 숫돌을 낮은 압력으로 진동시키며 다듬는 가공이라, 가공면에 방향성이 없고 가공에 의한 변질층도 거의 생기지 않는다. 그래서 축의 베어링 접촉부나 게이지 다듬질에 쓴다.

연삭숫돌 결합제 기호는 V(비트리파이드), S(실리케이트), B(레지노이드), R(러버, 고무), E(셸락), PVA(비닐)이다. 따라서 R은 러버이고 레지노이드는 B이므로 잘못 짝지어졌다.

도가니로의 규격은 1회에 용해할 수 있는 구리의 중량(kg)을 번호로 나타내 #N으로 표기한다. 예컨대 100번 도가니로는 한 번에 구리 100 kg을 녹일 수 있다.

유동형 칩은 재료가 매끄럽게 흘러 연속으로 깎여 나갈 때 생기므로 연성 재료, 큰 경사각, 빠른 절삭속도, 그리고 작은 절삭깊이가 조건이다. 절삭깊이가 커지면 칩이 두꺼워져 전단형·균열형 쪽으로 간다.

회전수는 $N=\dfrac{1000V}{\pi D}$로 구한다. $N=\dfrac{1000\times62.8}{\pi\times10}=\dfrac{62800}{31.42}\approx2000\,\mathrm{rpm}$이다.

가공 온도가 재결정 온도보다 높으면 가공경화가 곧바로 회복되므로 열간가공, 그보다 낮으면 가공경화가 남으므로 냉간가공이다. 변태점이나 담금질 온도는 열처리의 기준이지 소성가공 구분 기준이 아니다.

심압대 편위량은 $e=\dfrac{L(D-d)}{2\ell}$로 구한다. 전체 길이 $L=100$, 테이퍼 길이 $\ell=80$, 지름 차 $D-d=10-8=2$를 대입하면 $e=\dfrac{100\times2}{2\times80}=1.25\,\mathrm{mm}$이다.

풀림에는 완전 풀림, 구상화 풀림, 항온 풀림, 응력제거 풀림, 확산 풀림, 연화 풀림 등이 있다. 냉각 풀림이라는 종류는 없다 — 풀림 자체가 가열 후 서랭하는 조작이다.

래핑은 랩제로 표면을 극히 미세하게 문질러 다듬는 가공이라 내식성과 내마모성이 오히려 좋아진다. 거울면을 얻고 정밀도가 높으며 미끄럼면의 마찰계수가 작아지는 것은 래핑의 장점이 맞다.

스피닝은 주축에 성형 다이를 물리고 소재 판을 밀어붙인 뒤 회전시키면서 롤러나 스틱으로 눌러 다이 모양대로 성형하는 가공이다. 회전체 형상의 얇은 용기를 소량 생산할 때 유리하다.

마이크로미터·하이트 게이지·버니어캘리퍼스는 모두 길이(치수)를 재는 측정기다. 오토 콜리메이터는 반사광의 기울기를 읽어 미소 각도·진직도·직각도를 재는 각도 측정기다.

옵티컬 플랫(광선정반)을 측정면에 밀착시키면 생기는 빛의 간섭무늬로 평면도를 판정한다. 무늬가 곧고 간격이 고르면 평면이고, 휘거나 간격이 불규칙하면 그만큼 평면도가 나쁘다.

구성인선은 절삭저항과 마찰이 클수록 잘 생기므로 절삭 깊이는 작게 해야 억제된다. 경사각을 크게, 절삭속도를 임계속도 이상으로 빠르게, 윤활성 좋은 절삭유 사용은 모두 올바른 방지책이다.

TIG 용접의 텅스텐 봉은 비소모성 전극으로 아크만 발생시키고 녹아서 용접부에 보충되지 않는다. 용가재가 필요하면 별도의 필러 와이어를 따로 공급한다.

호닝은 혼에 붙인 숫돌이 회전운동과 축방향 왕복운동을 동시에 하며 구멍 내면을 다듬어, 보링·리머·내면연삭으로 생긴 진원도·진직도·표면거칠기를 능률적으로 개선한다. 엔진 실린더 내면 다듬질이 대표적이다.

담금질성(경화능)은 오스테나이트에 고용되어 임계냉각속도를 낮추는 원소가 있을 때 좋아지며, Cr·Mn·Mo·V가 대표적이다. Al·Cu·Mg·Sn 등은 이런 효과가 거의 없다.

컨트롤러(제어장치)는 메모리에 기록된 가공정보를 읽어 펄스 신호를 만들어 서보기구로 보내는 NC의 두뇌다. 엔코더·리졸버는 위치·속도를 되먹임하는 검출기, 볼 스크루는 회전을 직선운동으로 바꾸는 이송요소다.

다이 캐스팅은 용융 금속을 금형에 고압으로 압입하므로 표면이 매끈하고 치수 정도가 높아 기계가공 여유가 거의 필요 없다. 유동성이 좋은 비철금속(Al·Zn·Mg 합금)의 얇은 주물을 대량생산할 때 쓴다.

최대전단응력은 두 주응력 차의 절반이다. $\tau_{max}=\dfrac{\sigma_x-\sigma_y}{2}=\dfrac{300-200}{2}=50\,\mathrm{MPa}$이고, 이 응력은 주응력면에서 45° 기울어진 면에 나타난다.

회전 반지름은 $k=\sqrt{\dfrac{I}{A}}$이며, 정사각형에서는 $k=\sqrt{\dfrac{bh^{3}/12}{bh}}=\dfrac{h}{\sqrt{12}}$가 된다. $k=\dfrac{0.08}{3.464}\approx0.023\,\mathrm{m}$이다.

중실 원형축의 최대 비틀림 응력은 $\tau=\dfrac{16T}{\pi d^{3}}$이다. $\tau=\dfrac{16\times1228}{\pi\times0.05^{3}}=\dfrac{19648}{3.927\times10^{-4}}\approx50\times10^{6}\,\mathrm{Pa}=50\,\mathrm{MPa}$이다.

전단응력은 $\tau=\dfrac{P}{A}=\dfrac{25\times10^{3}}{\pi\times0.03^{2}/4}\approx35.4\,\mathrm{MPa}$, 가로탄성계수는 $G=\dfrac{\tau}{\gamma}=\dfrac{35.4}{0.00075}\approx47.2\,\mathrm{GPa}$다. 세로탄성계수는 $E=2G(1+\nu)=2\times47.2\times1.3\approx122.6\,\mathrm{GPa}$이다.

외팔보에 등분포하중이 전 길이에 걸리면 굽힘모멘트는 고정단에서 최대다. 합력 $w\ell$이 중앙, 즉 고정단에서 $\ell/2$에 작용하므로 $M_{max}=w\ell\times\dfrac{\ell}{2}=\dfrac{w\ell^{2}}{2}$이다.

양단이 고정된 봉에서 상단으로부터 거리 $a$에 하중 $P$가 걸리면 상단 반력은 $R=P\dfrac{L-a}{L}$다. 전체 길이가 40 cm이므로 $R_a=20\times\dfrac{30}{40}+40\times\dfrac{10}{40}=15+10=25\,\mathrm{kN}$이다.

양단을 고정한 부재의 열응력은 $\sigma=E\alpha\Delta T$다. 온도차가 $\Delta T=20-5=15\,^{\circ}\mathrm{C}$이므로 $\sigma=210\times10^{9}\times12\times10^{-6}\times15=37.8\times10^{6}\,\mathrm{Pa}=37.8\,\mathrm{MPa}$이다.

자중만 받는 강선의 최대 인장응력은 매단 지점에서 $\sigma=\gamma L$로 나타나므로 $L=\dfrac{\sigma_a}{\gamma}$다. $L=\dfrac{12\times10^{6}}{7.85\times10^{4}}\approx152\,\mathrm{m}$이다.

C의 하중은 브래킷을 통해 B에 하향 100 kN과 모멘트 $100\times0.2=20\,\mathrm{kN\cdot m}$를 함께 전달한다.
자유단 하중에 의한 처짐
$\dfrac{PL^{3}}{3EI}=\dfrac{100\times0.3^{3}}{3\times10}=0.09\,\mathrm{m}$(아래)와
자유단 모멘트에 의한 처짐
$\dfrac{ML^{2}}{2EI}=\dfrac{20\times0.3^{2}}{2\times10}=0.09\,\mathrm{m}$(위)가
정확히 상쇄되어 B점 처짐은 0이다.

일단고정·타단지지 보(프롭 외팔보)의 중앙에 $P$가 걸릴 때, 지지단 B의 처짐이 0이라는 조건으로 풀면 $R_B=\dfrac{5}{16}P$가 나온다. 나머지 $\dfrac{11}{16}P$는 고정단이 받고, 고정단 모멘트는 $\dfrac{3PL}{16}$이다.

단면계수는 $Z=\dfrac{bh^{2}}{6}=\dfrac{10\times10^{2}}{6}\approx166.7\,\mathrm{cm^{3}}$이고, 외팔보 고정단의 굽힘모멘트는 $M=PL$이다. 따라서 $P=\dfrac{\sigma_a Z}{L}=\dfrac{50\times166.7}{100}\approx83.3\,\mathrm{kN}$이다.

일단고정·타단자유 기둥의 좌굴하중은 $P_{cr}=\dfrac{\pi^{2}EI}{4L^{2}}$다.
$I=\dfrac{0.02^{4}}{12}=1.333\times10^{-8}\,\mathrm{m^{4}}$, $L=1\,\mathrm{m}$이므로
$P_{cr}=\dfrac{\pi^{2}\times300\times10^{9}\times1.333\times10^{-8}}{4}\approx9.87\times10^{3}\,\mathrm{N}\approx9.8\,\mathrm{kN}$이다.

중실 환봉의 비틀림 응력은 $\tau=\dfrac{T}{Z_p}=\dfrac{16T}{\pi d^{3}}$다. 이를 지름에 대해 풀면 $d^{3}=\dfrac{16T}{\pi\tau}$, 즉 $d=\sqrt[3]{\dfrac{16T}{\pi\tau}}$이다.

안쪽 재질 a와 바깥 재질 b가 붙어 있어 비틀림각이 서로 같고 토크를 나눠 받는 병렬 구조다. $T=T_a+T_b$와 $\theta=\dfrac{T_aL}{G_aI_{pa}}=\dfrac{T_bL}{G_bI_{pb}}$를 연립하면 $\theta=\dfrac{TL}{G_aI_{pa}+G_bI_{pb}}$로, 두 비틀림 강성의 합이 분모에 온다.

A에서 0, B에서 최대인 삼각형 분포하중이므로 반력은 $R_A=\dfrac{wL}{6}$, $R_B=\dfrac{wL}{3}$으로 B쪽이 2배다. 전단력은 $V(x)=\dfrac{wL}{6}-\dfrac{wx^{2}}{2L}$인 2차 곡선이라, A에서 (+)로 시작해 $x=\dfrac{L}{\sqrt{3}}\approx0.58L$에서 0을 지나 B에서 크기가 더 큰 (-)로 끝나는 곡선 선도가 맞다.

강체 보의 평형에서 $R_A=\dfrac{Wb}{a+b}$, $R_B=\dfrac{Wa}{a+b}$이고, 두 봉의 재료·단면이 같으므로 $\delta=\dfrac{R\ell}{AE}$다. 따라서 $\dfrac{\delta_A}{\delta_B}=\dfrac{R_A\ell_1}{R_B\ell_2}=\dfrac{b\ell_1}{a\ell_2}$이다.

양단고정보 중앙에 집중하중이 걸리면 최대 굽힘모멘트는 $M_{max}=\dfrac{PL}{8}$이다. $M=\sigma_a Z=80\times10^{6}\times0.01=800\,\mathrm{kN\cdot m}$이므로 $P=\dfrac{8M}{L}=\dfrac{8\times800}{2}=3200\,\mathrm{kN}$이다.

원형 단면 보의 최대 전단응력은 평균값의 $\dfrac{4}{3}$배로 $\tau_{max}=\dfrac{4V}{3A}$다. $A=\dfrac{\pi\times0.02^{2}}{4}=3.142\times10^{-4}\,\mathrm{m^{2}}$이므로 $\tau_{max}=\dfrac{4\times1500}{3\times3.142\times10^{-4}}\approx6.37\,\mathrm{MPa}$이다. 보의 길이는 전단응력과 무관하다.

중공 단면적은 $A=\dfrac{\pi}{4}(30^{2}-25^{2})\approx216\,\mathrm{mm^{2}}$다. 따라서 $\sigma=\dfrac{P}{A}=\dfrac{10\times10^{3}}{216\times10^{-6}}\approx46.3\times10^{6}\,\mathrm{Pa}=46.3\,\mathrm{MPa}$이다.

A 단면에는 압축 축응력과 굽힘응력이 겹친다.
$A=\pi\times0.05^{2}=7.854\times10^{-3}\,\mathrm{m^{2}}$, $Z=\dfrac{\pi d^{3}}{32}=9.817\times10^{-5}\,\mathrm{m^{3}}$, 편심이 0.1 m이므로 $M=100\times0.1=10\,\mathrm{kN\cdot m}$다.
위쪽 A점에서는
$\sigma=\dfrac{M}{Z}-\dfrac{P}{A}=101.9-12.7\approx89.1\,\mathrm{MPa}$이다.

서브머지드 아크 용접의 용제는 용융지를 대기에서 보호할 뿐 아니라 탈산·탈황 등 정련작용을 해서 용착금속의 성질을 좋게 해야 한다. 따라서 정련작용이 일어나지 않아야 한다는 조건은 정반대다. 슬래그 이탈성, 아크 안정, 적당한 점성은 모두 용제의 기본 구비조건이다.

보기의 융점은 Ti 약 1668℃, Cu 약 1083℃, Al 약 660℃, Mg 약 650℃다. 그래서 타이타늄이 가장 높다. Ti는 고융점이면서 비중이 작아 항공·화학 플랜트 구조재로 쓰인다.

오스포밍은 준안정 오스테나이트 상태에서 소성가공한 뒤 마텐자이트로 변태시키는 가공열처리로, 재료 전체의 강도를 높이는 방법이다. 침탄법·화염경화법·방전경화법은 표면층만 단단하게 만드는 표면경화 열처리다.

인바(invar)는 Ni 36%의 Fe-Ni 합금으로 상온 부근에서 열팽창계수가 거의 0에 가까워 표준자·바이메탈·정밀 계측기에 쓰인다. 인코넬과 하스텔로이는 Ni기 내열·내식 합금, 모넬메탈은 Ni-Cu 내식 합금이다.

알루미늄 합금과 구리 합금은 열전도도가 매우 커서 용접열이 빠르게 달아나므로 200~300℃ 정도로 예열해 융합 불량을 막는다. 이보다 낮으면 예열 효과가 없고, 지나치게 높이면 재질이 연화되고 변형이 커진다.

주철의 성장은 가열·냉각이 반복될 때 시멘타이트의 흑연화, A1 변태에 따른 부피 변화, 페라이트 중 Si의 산화 등으로 부피가 늘어 원래 치수로 돌아오지 않는 현상이다. 원인이 되는 것은 불균일한 가열이며, 균일하게 가열되는 것 자체는 성장 원인이 아니다.

황이 층상으로 편석된 강을 서브머지드 아크 용접하면 저융점 FeS가 결정립계에 모여 응고 도중 갈라지는 설퍼 크랙(sulfur crack)이 생긴다. 언더비드 크랙은 확산성 수소가 원인인 저온 균열이라 구분된다.

Mg, Zn, Ti, Cd, Zr은 BCC가 아니라 조밀육방격자(HCP)이며, BCC 금속은 α-Fe, Cr, W, Mo, V 등이다. BCC는 배위수 8, 단위격자당 원자수 2개, 충진율 68%로 면심입방격자보다 전연성은 떨어지지만 강도가 크다.

두 금속의 원자 크기가 비슷하면 용질 원자가 모재 결정격자의 원자 자리를 대신 차지하는 치환형 고용체가 된다. 원자 크기 차가 커서 격자 사이 빈틈으로 파고들면 침입형 고용체(Fe-C 등)다.

X선을 이용한 결정구조 해석에는 회절 현상을 이용하는 회절법·반사법·투과법이 쓰인다. 진공법은 결정구조 해석과 무관한 용어다.

공석변태는 약 723℃에서 오스테나이트가 페라이트와 시멘타이트로 동시에 석출되어 층상 조직인 펄라이트가 되는 변태다. 트루스타이트·소르바이트·마텐자이트는 냉각속도에 따라 생기는 조직이라 공석변태의 산물이 아니다.

강 속의 황(S)은 저융점 FeS를 만들어 결정립계에 편석되므로 고온(약 900℃ 이상)에서 취약해지는 적열취성을 일으킨다. 인(P)은 상온취성의 원인이며, 대책으로 Mn을 넣어 MnS로 만들어 슬래그로 제거한다.

온도가 내려가면서 충격치가 급격히 떨어져 연성 파괴에서 취성 파괴로 바뀌는 경계 온도를 천이온도(연성-취성 천이온도)라 한다. 샤르피 충격시험으로 구하며, 천이온도가 낮을수록 저온 인성이 좋다.

알루미늄·니켈·구리는 모두 면심입방격자(FCC)로 연성이 큰 금속이다. 조밀육방격자(HCP)에 속하는 것은 Mg, Zn, Cd, Ti 등이며 슬립계가 적어 소성가공성이 나쁘다.

비드 밑 균열(under bead crack)의 주원인은 용착금속에 녹아든 확산성 수소이므로, 수소를 많이 발생시키는 것은 대책이 아니라 원인이다. 저수소계 용접봉 사용, 용접봉 건조로 수소 흡습 차단, 예열·후열로 수소를 방출시키는 것이 방지책이다.

과포화 고용체를 상온이나 일정 온도에 두면 시간이 지남에 따라 미세 석출물이 생겨 경도와 강도가 올라가는데 이를 시효경화라 한다. 상온에서 진행되면 자연시효, 가열해 촉진시키면 인공시효이며 두랄루민이 대표적이다.

알루미늄의 선팽창계수는 약 23×10-6/℃로 주철(약 11×10-6/℃)이나 Pt-Ir보다 훨씬 크다. 인바는 Ni 36% 합금이라 팽창계수가 거의 0에 가까워 가장 작다.

금속침투법에서 아연(Zn)을 침투시켜 내식성 표면층을 만드는 것이 세라다이징이다. 크로마이징은 Cr, 칼로라이징은 Al, 실리코나이징은 Si를 침투시킨다.

톰백은 Cu에 Zn 5~20%를 넣은 황동으로 금색에 가깝고 연성이 커서 금박 대용·장식품·모조 금으로 쓰인다. 문쯔메탈은 Zn 40%의 6-4 황동, 콘스탄탄은 Cu-Ni 합금이다.

냉간가공한 금속을 풀림하면 회복 → 재결정 → 결정입자 성장 순으로 조직과 성질이 가공 전 상태로 돌아간다. 슬립은 소성변형이 일어나는 기구이지 풀림 과정이 아니다.

조립·용접 순서는 변형과 잔류응력이 최소가 되도록 정해야 하므로 잔류응력이 증가하는 방법을 택한다는 것은 틀렸다. 정반·지그 활용, 편한 용접자세 확보, 이음 형상에 맞는 용접법 선택은 모두 옳은 고려사항이다.

각변형은 판 두께 방향의 수축 차이로 생기므로 패스 수가 많을수록 커진다. 따라서 지름이 굵은 용접봉으로 패스 수를 줄이는 것이 대책이고, 가는 용접봉으로 패스를 늘리는 것은 반대다. 구속 지그, 역변형 시공법, 빠른 용접속도는 유효한 방지책이다.

쇼어 경도계는 일정 높이에서 떨어뜨린 다이아몬드 해머의 반발 높이로 경도를 구한다. 브리넬·로크웰·비커스는 압입자를 눌러 생긴 자국의 면적이나 깊이로 측정하는 압입식 경도계다.

피닝은 끝이 둥근 특수 해머로 용접부를 연속 타격해 표면에 소성 변형을 주어 수축응력을 상쇄시키는 잔류응력 완화법이다. 변형 교정에도 함께 쓰인다.

전원 용량은 개로전압 × 평균전류 × 사용률로 구한다. 용접기 1대당 $80\times350\times0.5=14{,}000\,\mathrm{VA}=14\,\mathrm{kVA}$이고, 12대이므로 $14\times12=168\,\mathrm{kVA}$다.

그림은 두 판을 겹친 뒤 겹침부의 양 측면(하중 방향과 나란한 변)을 따라 필릿 용접한 모습이므로 측면 필릿 이음이다. 하중 방향과 직각인 끝면을 용접하면 전면 필릿 이음이 된다.

용접설비·용접기기 점검은 용접을 시작하기 전에 확인하는 작업 전 검사 항목이다. 변형 교정, 후열처리 방법, 균열 및 치수 확인은 용접이 끝난 뒤 수행하는 작업 후 검사에 해당한다.

굽힘시험은 시험편을 규정 각도로 구부려 표면의 균열 발생 여부로 용접부의 연성과 결함을 판정하는 시험이다. 파면시험은 파단면 관찰, 내압시험은 기밀·강도 확인이 목적이라 연성 평가에는 맞지 않는다.

노치취성시험·용접연성시험·용접균열시험은 용접 시공에서 생기는 결함 민감도를 보는 용접성 시험이다. 인장시험은 재료의 항복점·인장강도·연신율을 구하는 기계적 성질 시험으로 분류가 다르다.

비틀림 변형을 줄이려면 구속이 큰 이음을 먼저 용접하고 구속이 작은 자유단 쪽으로 진행해야 한다. 자유단에서 시작해 구속이 큰 쪽으로 가면 나중에 용접한 부분의 수축이 구속되어 변형과 잔류응력이 오히려 커진다.

용접부에는 홀더·토치를 다루고 자세를 잡을 수 있는 충분한 작업 공간을 확보해야 한다. 위보기 자세는 능률이 나빠 피하고, 강도상 유리한 맞대기 용접을 쓰며, 용접선이 한곳에 교차·집중되면 응력과 변형이 커지므로 분산시켜야 한다.

용접선을 짧게 나누고 간격을 띄워 띄엄띄엄 용착하는 방법이 스킵법(비석법)으로, 열이 한곳에 몰리지 않아 변형과 잔류응력이 가장 적다. 전진법·후진법은 용착 방향에 대한 구분이고, 빌드업법은 다층으로 쌓아 올리는 방식이다.

용접 입열은 $H=\dfrac{60EI}{v}$로 구한다(E는 아크전압, I는 용접전류, v는 용접속도). 대입하면 $H=\dfrac{60\times27\times300}{12}=40{,}500\,\mathrm{J/cm}$다.

언더컷은 모재가 파인 홈이 좁고 깊어서 지름이 가는 용접봉으로 비교적 낮은 전류에서 채워야 한다. 굵은 용접봉을 쓰면 홈 바닥까지 용착되지 않아 결함이 그대로 남는다.

역변형법은 용접 전에 예상 변형량만큼 반대로 미리 굽혀 두는 변형 방지법이지, 이미 생긴 변형을 잡는 교정법이 아니다. 피닝, 가열 후 해머링, 절단해 성형한 뒤 재용접하는 방법은 모두 용접 후에 쓰는 교정법이다.

풀림은 이미 생긴 잔류응력을 제거하는 열처리라 변형 방지법으로 분류하지 않는다. 구속법(지그·가접), 냉각법(수냉 동판·살수), 역변형법은 용접 전·중에 변형을 억제하는 방법이다.

용착금속의 양이 많을수록 수축량이 커져 잔류응력이 커지므로, 용착량은 필요 이상으로 늘리지 않고 적게 해야 한다. 예열로 냉각속도를 늦추고, 지그와 용접순서를 적절히 정해 수축을 완화하는 것이 잔류응력 경감책이다.

자분탐상검사의 자화방법에는 축통전법, 직각통전법, 프로드법, 전류관통법, 코일법, 극간법 등이 있다. 투과도계는 방사선 투과시험에서 상질(감도)을 확인하는 기구이므로 자화방법이 아니다.

구조상 결함은 기공, 슬래그 섞임, 융합 불량, 용입 불량, 언더컷, 균열처럼 용접부 내부·조직에 생긴 결함이다. 형상 불량은 비드 모양이나 치수가 규정과 다른 것으로 치수상 결함에 속한다.

면외 변형은 판 두께 방향으로 휘거나 뒤틀리는 각변형, 세로 굽힘 변형, 좌굴 변형, 비틀림 변형이다. 회전 변형은 가로·세로 수축과 함께 판 면 안에서 개선 간격이 벌어지거나 좁아지는 면내 변형에 속한다.

분말 절단은 철분이나 용제 분말을 산소 기류에 뿜어 넣어 절단하는 가스 절단의 한 종류다. 티그 절단, 미그 절단, 플라스마 제트 절단은 모두 아크열을 이용하는 아크 절단이다.

연강용 피복 아크 용접봉의 심선은 불순물이 적고 가공성이 좋은 저탄소 림드강을 쓴다. 탄소량이 많으면 용착금속이 경화되어 균열이 생기기 쉬우므로 C·Si·S·P 함유량을 낮게 규제한다.

E4316은 저수소계 용접봉으로 용착금속의 수소량이 매우 적어 내균열성이 가장 우수하며 후판·고장력강·중요 구조물에 쓴다. E4303은 라임티타니아계, E4311은 고셀룰로스계, E4327은 철분산화철계다.

용접은 모재를 녹여 일체로 접합하므로 리벳 이음보다 기밀·수밀·유밀성이 좋고 이음효율이 높다. 반면 잔류응력과 변형, 저온 취성이 생길 수 있고 품질이 용접사의 기능에 좌우되므로 나머지 보기는 모두 틀렸다.

E형 팁(eccentric type)은 전극 끝이 편심되어 있어 앵글재처럼 다른 부재에 가려 전극을 똑바로 대기 어려운 곳의 점용접에 쓴다. F형은 평평한 끝, R형은 구면, P형은 뾰족한 끝으로 일반적인 용접 위치에 사용한다.

피복제는 아크가 옆으로 새지 않도록 오히려 전기 절연 작용을 하므로 절연을 방지한다는 설명은 역할이 될 수 없다. 산화·질화 방지, 아크 안정, 슬래그 생성에 의한 급랭 방지와 용착금속의 기계적 성질 개선이 피복제의 대표적 역할이다.

용융속도는 단위 시간당 녹는 용접봉의 무게로, 아크전류와 용접봉 쪽 전압강하에 거의 비례한다. 그러나 용접봉 지름이나 아크전압과는 관계가 없어, 전류가 같으면 지름이 달라도 용융속도는 거의 같다.

터닝 롤러는 파이프 외경을 롤러 위에 얹어 회전시켜 주므로 용접부를 늘 아래보기 자세에 두고 원주 용접을 연속으로 할 수 있다. 스트롱 백은 변형을 막기 위해 덧대는 구속용 보조 판재다.

A형 홀더는 손잡이뿐 아니라 홀더 전체가 절연물로 덮인 안전형이라 전격 위험이 적어 주로 사용한다. B형은 노출부가 있는 비안전형 홀더다.

아세틸렌 용기는 최고충전압력이 15℃에서 15kgf/cm2이고, 내압시험 압력은 이 충전압력의 3배 이상(약 45kgf/cm2)으로 규정한다. 35℃·150kgf/cm2는 산소 같은 압축가스 용기의 충전압력 기준이다.

아연도금 강판을 용접하면 유해한 아연 흄이 발생하므로 환기장치를 차단하면 안 되고 오히려 국소배기·환기를 강화해야 한다. 보호구 착용, 인화물질 격리, 빈 용기 내부의 잔류 가스 점검은 모두 옳은 안전수칙이다.

탄산가스 아크 용접은 가시 아크여서 용융지를 보면서 용접할 수 있어 시공이 편리하다. 아크가 보이지 않는 불가시 아크는 용제 속에서 아크가 발생하는 서브머지드 아크 용접의 특징이다.

연강·저합금강의 노내 풀림(응력제거 풀림)은 약 550~650℃에서 판 두께 25mm당 1시간 정도 유지한 뒤 서랭한다. 이보다 낮으면 응력 제거 효과가 부족하고, 800℃ 이상은 변태점을 넘어 조직이 바뀐다.

TIG 용접에서 이면 산화를 막는 뒷받침으로는 불활성 가스 뒷받침, 용제 뒷받침, 금속 뒷받침이 쓰인다. 컴퍼지션 뒷받침은 여기에 해당하지 않는다.

직류정극성은 모재가 양극이라 모재 쪽에 열이 많이 들어가 용입이 깊고 비드 폭이 좁으며 용접봉이 천천히 녹는다. 박판·주철·비철금속처럼 용입을 얕게 해야 하는 재료에는 직류역극성을 쓴다.

알루미늄은 가열해도 색 변화가 거의 없어 온도 판단이 어렵고, 고온에서 강도가 급격히 떨어져 모재가 약해지고 부서지기 쉽다. 또 표면에는 융점이 모재보다 훨씬 높은 단단한 산화막(Al2O3)이 곧바로 생기므로 산화되지 않는다는 보기는 틀렸다.

18-8 스테인리스강의 납땜은 은납 등 경납의 용융온도에 맞춰 모재를 500~700℃ 정도로만 가열한다. 온도를 더 올리면 크롬탄화물이 석출되어 입계부식이 생기고 모재가 변질되므로 필요한 최저 온도에서 짧게 작업한다.

용접용 재료는 모재와 용착금속을 결합시키기 위한 것이므로 금속을 분리할 수 있어야 한다는 조건은 성립하지 않는다. 양호한 아크 제공, 용착 형성에 도움, 점성·용융온도 등 물리적 성질의 적합성은 모두 필요한 특성이다.

후진법은 아크가 이미 용착된 비드 쪽을 향해 용융지를 눌러 주므로 용입이 깊고 비드가 높고 폭이 좁으며 스패터가 적다. 전진법은 용접선이 잘 보여 운봉은 정확하지만 용입이 얕고 비드가 낮고 평탄하며 스패터가 많다.

허용사용률은 $\left(\dfrac{\text{정격 2차 전류}}{\text{실제 용접전류}}\right)^2\times\text{정격사용률}$로 구한다. 대입하면 $\left(\dfrac{300}{200}\right)^2\times40=2.25\times40=90$이므로 90%다. 정격보다 낮은 전류로 쓰면 그만큼 사용률에 여유가 생긴다.