[용접기사 필기] 17년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

레이디얼 드릴링 머신은 가공물을 테이블에 고정한 채 암(arm)을 따라 주축(드릴)이 이동해 구멍 위치를 맞추는 구조다. 그래서 옮기기 어려운 대형·중량 제품의 구멍가공에 쓴다. 탁상형은 소형품용이고, 다두·다축형은 여러 구멍을 동시에 뚫는 기계다.

충전용기는 누설 가스가 고이지 않도록 통풍이 잘 되는 곳에 보관해야 한다. 전도·전락 방지, 충격 방지, 화기 접근 금지는 모두 옳은 취급 기준이다.

주철처럼 취성이 큰 재료를 저속으로 깎으면 절삭점 앞쪽에 균열이 먼저 생기고 그 조각이 떨어져 나가 균열형 칩이 된다. 유동형은 연성 재료를 고속으로 깎을 때 나오고, 전단형·열단형은 그 중간 조건에서 생긴다.

침탄제는 상태에 따라 고체·액체·가스 침탄제로 나뉜다. 고주파는 표면을 유도가열한 뒤 급랭시키는 물리적 표면경화법(고주파 경화법)이지, 탄소를 침투시키는 침탄제가 아니다.

구성인선은 절삭속도가 느릴 때 잘 생기므로 절삭속도를 크게(임계속도 이상으로) 올려야 방지된다. 경사각을 크게 하고 인선을 예리하게 하며 윤활유로 마찰을 줄이는 것도 방지책이다.

유동형 칩은 연성 재료를 고속·소절삭깊이로 깎을 때 나오며, 이때 공구 윗면 경사각이 커야 칩이 끊기지 않고 매끄럽게 흘러간다. 경사각이 작으면 칩이 압축되어 전단형·열단형으로 바뀐다.

마템퍼링은 Ms와 Mf 사이(약 100~200℃)의 열욕에 담금질해 항온변태시키는 처리로, 마텐자이트와 하부 베이나이트의 혼합조직을 얻는다. 마퀜칭은 Ms 직상에서 온도를 균일화한 뒤 서랭하고, 오스템퍼링은 Ms 위에서 베이나이트를 얻는 점이 다르다.

옵티컬 플랫은 광학유리 평면을 측정면에 겹쳐 생기는 간섭무늬로 평면도를 읽는 기구다. 옵티컬 패럴렐은 앤빌과 스핀들의 평행도 검사용이라 평면도 자체를 보는 데는 맞지 않는다.

전해연마는 전기화학적 용해로 표면을 다듬으므로 가공변질층·방향성이 없고 복잡한 형상도 가능하다. 다만 탄소량이 많은 강일수록 탄화물 때문에 용해가 불균일해져 연마가 어렵다.

자경성 주형법은 모래에 수지·시멘트·석고 등의 점결제와 경화촉진제를 섞어 가열 없이 상온에서 스스로 굳게 하는 조형법이다. 셀몰드법은 가열된 금형으로 경화시키는 점이 다르다.

단식 분할의 크랭크 회전수는 $n=\dfrac{40}{N}=\dfrac{40}{120}=\dfrac{1}{3}$회다. $\dfrac{1}{3}=\dfrac{6}{18}$이므로 18구멍 분할판에서 6구멍씩 돌리면 된다.

램에 걸리는 힘은 $P=pA=20\,\mathrm{kg/mm^2}\times 15000\,\mathrm{mm^2}=300000\,\mathrm{kg}=300\,\mathrm{ton}$이다(150cm²=15000mm²). 기계효율 80%를 감안하면 필요한 프레스 용량은 $\dfrac{300}{0.8}=375\,\mathrm{ton}$이다.

언더컷은 전류가 너무 높을 때 모재가 과다하게 녹아 파여 생긴다. 아크 길이가 길거나 용접속도가 부적당하거나 용접봉 선정이 잘못돼도 생기지만, 전류가 낮으면 오히려 오버랩·용입불량이 나타난다.

액체 호닝은 물에 연삭입자를 섞은 혼합액을 압축공기로 고속 분사해 표면을 매끈하게 다듬는 가공이다. 1은 슈퍼피니싱, 2는 호닝, 3은 래핑에 대한 설명이다.

셰이빙은 전단면에 남은 거스러미와 파단면을 미소량만 깎아내어 정확한 치수와 깨끗한 전단면을 얻는 다듬질 전단가공이다. 트리밍은 여분 제거, 노칭은 가장자리 따내기다.

셰이퍼는 램이 절삭행정은 느리고 귀환행정은 빠른 급속귀환기구(퀵 리턴)를 갖는 대표적 왕복운동 공작기계다. 선반·밀링·드릴링은 회전운동이 주 절삭운동이다.

공구 지름 보정은 G40(취소)·G41(좌측)·G42(우측)이다. G43은 공구 길이 보정(+방향)이라 지름 보정과는 무관하다.

숏 피닝은 표면에 압축 잔류응력을 주는 냉간가공이라 두께가 얇은 재료일수록 효과가 크다. 또 부적당한 숏 피닝은 표면을 손상시켜 연성을 오히려 떨어뜨린다.

네스팅은 공작물 형상과 같은 오목한 자리에 앉혀 둘 이상의 면 사이에서 반대방향 운동을 동시에 구속하는 위치결정법이다. 풀 프루핑은 잘못된 방향으로 놓이지 않게 하는 오조립 방지책이다.

레진 코티드 샌드를 가열된 금형에 덮어 경화시켜 얇은 셸 주형을 만드는 것이 쉘 주형법(C 프로세스)이다. 치수정밀도와 표면이 좋고 기계화가 쉬워 크랭크축·캠축 같은 소형 부품 대량생산에 적합하다.

평행축 정리를 쓰면 $I_{xx}=I_G+Ae^2=\dfrac{\pi d^4}{64}+\dfrac{\pi d^2}{4}\left(\dfrac{d}{2}\right)^2$이다. 정리하면 $\dfrac{\pi d^4}{64}+\dfrac{4\pi d^4}{64}=\dfrac{5\pi d^4}{64}$가 된다.

좌굴은 가늘고 긴 장주가 축방향 압축하중을 받을 때, 압축응력이 허용치에 이르기도 전에 옆으로 휘어버리는 불안정 현상이다. 인장하중이나 짧고 굵은 단주에서는 일어나지 않는다.

비틀림 변형에너지는 $U=\dfrac{T^2 L}{2GI_p}$이고 $I_p=\dfrac{\pi d^4}{32}$이므로 같은 T·L·재질이면 U는 $d^4$에 반비례한다. 따라서 $\dfrac{u_1}{u_2}=\left(\dfrac{d_2}{d_1}\right)^4$이다.

최대 굽힘응력은 $\sigma=\dfrac{M}{I}\cdot\dfrac{h}{2}$이고, $I=251\,\mathrm{cm^4}=251\times10^{-8}\,\mathrm{m^4}$, $h/2=0.1\,\mathrm{m}$다. 대입하면 $\sigma=\dfrac{2510\times0.1}{251\times10^{-8}}=1\times10^{8}\,\mathrm{Pa}=100\,\mathrm{MPa}$.

지점은 B와 D이고 등분포하중은 왼쪽 끝부터 C까지 8 m 구간에만 걸리므로 총하중은 $25\times8=200\,\mathrm{kN}$(합력 위치는 왼쪽 끝에서 4 m)이다. D점에 대한 모멘트에서 $R_B=\dfrac{200\times6}{8}=150\,\mathrm{kN}$. 전단력은 B 바로 오른쪽에서 최대이고 $150-25\times2=100\,\mathrm{kN}$이다.

하중 P는 봉의 중앙에 걸리므로 P에 의한 신장은 위쪽 L/2 구간에서만 생겨 $\dfrac{P(L/2)}{AE}$이고, 자중에 의한 신장은 $\dfrac{\gamma L^2}{2E}$이다. 둘을 더하면 $\delta=\dfrac{L}{2E}\left(\gamma L+\dfrac{P}{A}\right)$.

전단변형률은 $\gamma=\dfrac{\tau}{G}$이다. $\gamma=\dfrac{1\times10^{3}}{80\times10^{9}}=1.25\times10^{-8}=12.5\times10^{-9}$.

하중과 형상이 좌우 대칭이므로 반력은 $R_A=R_D=210\,\mathrm{kN}$이다. 절점 A에는 수평재 AF와 사재 AB만 모이므로 AB의 연직분력이 반력 210 kN을 그대로 받아야 한다. AB는 수평 2 m에 연직 1.5 m(빗변 2.5 m, $\sin\theta=0.6$)이므로 $F_{AB}=\dfrac{210}{0.6}=350\,\mathrm{kN}$.

원주(후프)응력은 $\sigma_h=\dfrac{pD}{2t}$이다. $\sigma_h=\dfrac{1200\times10^{3}\times2.5}{2\times0.01}=1.5\times10^{8}\,\mathrm{Pa}=150\,\mathrm{MPa}$로, 축방향 응력(75 MPa)의 2배가 된다.

열응력은 $\sigma=E\,\alpha\,\Delta T$로 정해지므로 세로탄성계수·선팽창계수·온도차에만 관계한다. 비중(밀도)은 식에 들어가지 않는다.

외팔보는 고정단에서 굽힘모멘트가 최대이며, 각 하중에 고정단까지의 거리를 곱해 더한다. P1은 자유단에 있어 팔 길이가 L, P2는 b이므로 $M_{max}=P_1 L+P_2 b$이다.

한쪽 끝에 우력 $M_0$만 작용하는 단순보의 중앙 처짐은 $\delta=\dfrac{M_0 l^2}{16EI}$이다. 참고로 이 보의 최대 처짐은 중앙이 아니라 $x=l/\sqrt{3}$ 위치에서 생기므로 값이 다르다.

$\sigma=\dfrac{P}{A}=\dfrac{30\times10^{3}}{\dfrac{\pi}{4}(0.02)^2}\approx95.5\,\mathrm{MPa}$, $\varepsilon=\dfrac{\sigma}{E}=9.55\times10^{-4}$이다. 체적변형률은 $\varepsilon_v=\varepsilon(1-2\mu)=9.55\times10^{-4}\times(1-0.6)\approx0.00038$.

자유단에 P를 받는 외팔보의 굽힘 변형에너지는 $U=\dfrac{P^2L^3}{6EI}$이고, 원형 단면은 $I=\dfrac{\pi d^4}{64}$이다. 대입하면 $U=\dfrac{64P^2L^3}{6\pi Ed^4}=\dfrac{32P^2L^3}{3\pi Ed^4}$.

양단 고정보에서 하중점까지 거리가 A쪽 a=6 m, B쪽 b=3 m(L=9 m)이므로 $R_B=\dfrac{Pa^2(3b+a)}{L^3}$다. 대입하면 $R_B=\dfrac{14\times6^2\times(9+6)}{9^3}=\dfrac{7560}{729}\approx10.37\,\mathrm{kN}$.

그림의 응력상태는 $\sigma_x=20\,\mathrm{MPa}$, $\sigma_y=-10\,\mathrm{MPa}$, $\tau_{xy}=-10\,\mathrm{MPa}$이다.
$\sigma_{x'}=\dfrac{\sigma_x+\sigma_y}{2}+\dfrac{\sigma_x-\sigma_y}{2}\cos2\theta+\tau_{xy}\sin2\theta$에
$\theta=30^\circ$를 넣으면
$5+15\times0.5-10\times0.866\approx3.84\,\mathrm{MPa}$.

중공축의 최대 전단응력은 $\tau=\dfrac{16Td_2}{\pi\left(d_2^4-d_1^4\right)}$이다. $\tau=\dfrac{16\times100\times0.025}{\pi\left(0.025^4-0.02^4\right)}=5.52\times10^{7}\,\mathrm{Pa}\approx55.2\,\mathrm{MPa}$.

힌지를 중심으로 모멘트를 잡으면 스프링은 팔 길이 a, 하중 P는 팔 길이 (a+b)이므로 $F\cdot a=P(a+b)$, 즉 $F=\dfrac{(a+b)P}{a}$다. 따라서 $\delta=\dfrac{F}{k}=\dfrac{(a+b)}{ak}P$.

중앙 D에서 처짐이 최대라 접선 기울기가 0이므로, C의 기울기는 D~C 구간 M/EI 선도의 면적과 같다. 중앙값 $\dfrac{PL}{4EI}$, C점값 $\dfrac{PL}{8EI}$인 사다리꼴이므로 $\theta_C=\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{PL}{4EI}+\dfrac{PL}{8EI}\right)\dfrac{L}{4}=\dfrac{3}{64}\dfrac{PL^2}{EI}$.

코비탈륨은 Y합금(Al-Cu-Ni-Mg)에 Ti과 Cu를 0.2%씩 첨가한 내열 알루미늄 합금으로 고온강도가 좋아 피스톤용으로 쓴다. 실루민은 Al-Si, 라우탈은 Al-Cu-Si, 하이드로날륨은 내식용 Al-Mg 합금이다.

페라이트(α철)는 체심입방격자(BCC)이고 탄소 고용도가 극히 낮아 매우 연하며, 상온에서 강자성을 띤다. 오스테나이트는 FCC이면서 비자성이고, 시멘타이트는 매우 단단한 화합물이다.

오스테나이트는 γ철에 탄소가 고용된 조직으로 결정구조가 면심입방격자(FCC)여서 탄소 고용도가 크다. BCC는 페라이트(α·δ), HCP는 Zn·Mg 등의 격자다.

주괴 단면은 표면의 급랭 칠(chill)층, 그 안쪽의 주상정, 중심부의 등축정으로 이루어진다. 탈탄층은 고온에서 표면 탄소가 빠져나가 생기는 층이라 응고조직이 아니다.

심냉처리(서브제로)는 0℃ 이하로 냉각해 잔류 오스테나이트를 마텐자이트로 변태시켜 경도와 치수안정성을 얻는 처리로, 표면만 굳히는 방법이 아니다. 침탄·질화·화염경화는 모두 표면경화 열처리다.

소성변형으로 전위밀도가 급증해 전위끼리 얽혀 더 이상 움직이지 못하게 되면서 단단해지는 현상이 가공경화(변형강화)다. 석출·분산·고용강화는 제2상 입자나 고용원자가 전위를 막는 경우로 원인이 다르다.

C곡선의 코(nose) 위쪽 고온 구간에서는 탄소 확산이 활발해 층상 조직인 펄라이트가 생성된다. 코 아래 온도에서는 베이나이트, Ms 이하에서는 마텐자이트가 나온다.

오스테나이트계 스테인리스강은 가열되면 Cr 탄화물이 결정립계에 석출하고 그 주변에 Cr 결핍층이 생겨 입계부식(예민화)을 일으킨다. 저탄소(L)강 사용, Ti·Nb 첨가, 용체화 처리로 방지한다.

어닐링(응력제거 풀림)은 변태점 이하로 가열·유지한 뒤 서랭해 용접 잔류응력을 없애는 열처리다. 퀜칭·템퍼링·마템퍼링은 경도와 인성을 조정하는 처리라 목적이 다르다.

비금속 개재물은 응력집중원이 되어 메짐과 인성 저하를 부르고, 열처리 시 균열의 시작점이 된다. 즉 균열을 억제하는 것이 아니라 조장하므로 3번이 틀렸다.

구리의 결정구조는 면심입방격자(FCC)여서 전연성이 매우 좋다. BCC는 α철·크롬·텅스텐 등의 격자이므로 ‘결정구조는 BCC’라는 설명이 틀렸다.

인(P)은 $\mathrm{Fe_3P}$를 만들어 인장강도·경도를 높이고 결정입자를 조대화시키며 상온취성의 원인이 된다. 대신 연신율(연성)은 떨어뜨리므로 이를 증가시킨다는 설명은 틀렸다.

저수소계 용접봉은 피복제가 흡습하기 쉬워 사용 전 300~350℃에서 1~2시간 건조해야 한다. 일반 연강용 피복봉의 70~100℃, 30분~1시간 건조와 구분해서 외운다.

라미네이션은 압연 과정에서 기공·비금속 개재물이 층상으로 늘어나 생긴 모재 자체의 내부결함이며, 서브머지드 아크 용접 때문에 생기는 고온균열이 아니다. 판 두께방향 강도를 떨어뜨리고 초음파 탐상으로 검출한다.

용융형 용제는 원료를 고온 용융한 뒤 분쇄한 유리질이라 광택이 있고 흡습성이 작다. 흡습성이 크고 강한 탈산·합금원소 첨가가 가능한 쪽은 소결형(본드형) 용제다.

E4316은 저수소계로 피복제가 석회석·형석 계열이라 용착금속의 수소량이 가장 적고 내균열성이 우수하다. E4303은 라임티타니아계, E4311은 고셀룰로스계, E4327은 철분산화철계다.

가단주철은 백심·흑심·펄라이트(고력) 가단주철 세 가지로 분류된다. 솔바이트는 담금질·뜨임으로 얻는 강의 조직 이름이라 가단주철 종류에 없다.

지연균열은 용접 후 수 시간~수일 뒤 나타나는 대표적 저온균열로, 확산성 수소·구속응력·급랭에 의한 경화조직 세 가지가 겹칠 때 생긴다. 예열·후열과 저수소계 용접봉 사용으로 막는다.

용융금속이 굳을 때는 핵 발생 → 핵의 성장(수지상 결정) → 결정 경계 형성 순으로 진행된다. 냉각속도가 빠를수록 핵 발생이 많아져 결정립이 미세해진다.

항온 열처리에는 오스템퍼링·마퀜칭·마템퍼링·오스포밍·Ms퀜칭 등이 있다. 서브제로(심냉처리)는 0℃ 이하로 냉각해 잔류 오스테나이트를 없애는 처리라 항온 변태를 이용하지 않는다.

X선(회절)법은 격자면 간격의 변화를 측정해 응력을 수치로 산출하는 정량적 방법이다. 나머지 자기적 방법·경도에 의한 방법 등은 응력의 유무나 분포 경향만 판단하는 정성적 방법이다.

용접 이음은 홀더·토치가 들어가고 자세를 잡을 수 있도록 충분한 작업 공간을 두어야 한다. 용접선을 한곳에 집중시키거나 교차시키면 잔류응력·변형이 커지고, 강도상 유리한 맞대기 이음을 우선하는 것이 원칙이다.

맞대기·필릿 이음의 각변형은 변형된 반대쪽 표면을 띠 모양으로 가열해 수축시키는 선상 가열법으로 교정한다. 쐐기형 가열법은 형재의 굽힘, 점 가열법은 박판의 변형 교정에 쓴다.

킨젤(Kinzel) 시험은 노치를 넣은 용접 시험편을 굽혀 용접부의 연성(굽힘 변형능)을 평가하는 대표적 연성시험이다. 슈나트·카안 인열 시험 등은 노치취성(취성) 시험에 속한다.

예열은 냉각속도를 느리게 해 경화조직 생성을 막고 확산성 수소가 빠져나가도록 도와 저온균열을 막는 것이 목적이다. 따라서 ‘수소 방출을 방지하고 냉각속도를 빠르게’는 예열 목적과 정반대다.

측면 필릿 용접의 목두께는 $a=0.707h$이고 용접부가 좌우 2개소이므로 유효 단면적은 $2\times0.707h\ell$이다. 따라서 $\sigma=\dfrac{P}{2\times0.707\,h\ell}=\dfrac{0.707P}{h\ell}$.

플러그 용접은 겹친 판 한쪽에 구멍을 뚫고 그 구멍을 용착금속으로 가득 채워 반대쪽 판과 접합하는 이음이다. 구멍이 긴 홈 모양이면 슬롯 용접이라 부른다.

그림은 용접 표면과 모재가 만나는 토(toe)부를 매끄럽게 이어지도록 다듬으라는 보조기호다. 지단부의 응력집중을 줄여 피로강도를 높이려는 지시로, 직선으로 표시하는 평면(동일평면) 다듬질 기호와 구분된다.

브리넬 경도시험의 강구 압입자는 지름 1·2·2.5·5·10 mm가 규격이며 보통 10 mm를 쓴다. 20 mm 압입자는 사용하지 않는다.

I형 홈은 개선 가공 없이 그대로 맞대는 형상이라 홈 단면적이 가장 작고 용착금속이 적게 든다. 그래서 가장 얇은 판에 쓰며, 판이 두꺼워질수록 V·U·X·H형으로 간다.

투과도계(상질 지시기, IQI)는 시험체와 함께 촬영해 필름에서 식별되는 최소 선지름·두께로 투과사진의 상질을 판정하는 기구다. 농도계는 필름의 흑화도를 재는 장비다.

면외 변형은 판 두께 방향으로 나오는 변형으로 각변형·굽힘변형·좌굴변형이 여기 속한다. 가로수축·세로수축·회전변형은 판 평면 안에서 일어나는 면내 변형이다.

엔드 탭은 용접 시점과 종점에 모재와 같은 재질·두께·홈 형상의 조각을 덧대는 보조판이다. 아크가 불안정한 구간에서 생기는 크레이터·용입불량이 본 이음 밖에서 끝나게 한다.

잔류응력 완화법에는 응력제거 풀림(노내·국부), 저온 응력완화법, 기계적 응력완화법, 피닝법이 있다. 과구속은 오히려 잔류응력을 키우는 조건이라 완화법이 될 수 없다.

맞대기 이음의 목단면적은 판두께 × 용접선의 길이이므로 $\sigma=\dfrac{P}{t\,\ell}$이다. 즉 인장하중을 (판두께×용접선의 길이)로 나눈 값이다.

용접 능률과 충분한 용입을 얻으려면 가능한 한 굵은 용접봉으로 높은 전류를 쓰는 것이 원칙이라 ‘낮은 전류를 사용한다’는 틀리다. 아래보기 자세 우선, 충분한 케이블 용량, 저수소계 사용은 옳은 요령이다.

납땜 용제는 산화물을 없애고 젖음성·유동성을 좋게 하되, 땜한 뒤 부식을 일으키지 않아야 한다. ‘부식 작용이 높을 것’은 요구조건과 정반대다.

힐(heel) 균열은 필릿 용접 루트부에 생기는 저온균열로, 모재의 열팽창·수축에 따른 비틀림(구속)이 주원인이다. 토 균열은 지단부, 크레이터 균열은 용접 끝부분에 생긴다.

용착효율은 사용한 용접봉 무게 중 실제 용착금속이 된 비율이므로 $\dfrac{\text{용착금속의 중량}}{\text{용접봉의 사용중량}}\times100$이다. 스패터·슬래그·연소 손실 때문에 값은 항상 100%보다 작다.

샤르피 시험은 노치 시험편을 때려 흡수에너지를 재는 충격(인성) 시험이라 균열 시험이 아니다. 피스코·리하이형 구속·열적 구속도(TRC) 시험은 모두 용접 균열 시험이다.

용접 입열은 $H=\dfrac{60EI}{v}$로 구하며 무부하전압 90V는 계산에 쓰이지 않는다. $18000=\dfrac{60\times 30\times I}{15}=120I$이므로 $I=\mathrm{150\,A}$이다.

A급 화재는 목재·종이·섬유 같은 일반 가연물 화재로, 연소 후 재가 남는 것이 특징이며 물에 의한 냉각소화가 유효하다. B급은 유류, C급은 전기, D급은 금속 화재다.

수중 절단은 침몰선 해체·교량 개조·방파제 공사처럼 물속에서 하는 절단으로, 예열가스는 주로 수소를 쓴다. 아세틸렌은 사용압력이 1.3기압으로 제한되어 수심이 깊어지면 쓸 수 없지만, 수소는 고압에서도 안정해 깊은 물속에서도 예열불꽃을 유지한다.

전격방지장치는 아크를 끊은 직후 2차 무부하전압을 20~30V 이하로 낮춰 용접사의 감전을 막는 안전장치다. 핫 스타트 장치는 초기 아크 발생을 쉽게 하고, 고주파 발생장치는 아크 안정을 돕는 것으로 목적이 다르다.

역률은 전원 입력에 대한 소비전력의 비이므로 $\text{역률}=\dfrac{\text{아크출력}+\text{내부손실}}{\text{무부하전압}\times\text{아크전류}}$로 구한다. $\dfrac{35\times 200+5000}{80\times 200}=\dfrac{12000}{16000}=0.75$, 즉 75%다.

초음파 용접은 가압한 상태에서 초음파 진동으로 접합면의 산화막을 깨뜨려 원자를 확산·압접시키는 방법이다. 모재를 녹이지 않아 금속박(0.01~2mm)은 물론 플라스틱·필름까지 접합할 수 있다.

테르밋 용접은 $\mathrm{3FeO+2Al\rightarrow 3Fe+Al_2O_3}$처럼 알루미늄이 금속산화물의 산소를 빼앗는 환원반응열(약 2800℃)로 접합한다. 전원이 필요 없고 설비가 간단해 레일 접합, 차축, 선박 프레임 같은 현장 대형 부재에 쓰인다.

작업공정 단축은 용접의 장점이다. 리벳이음과 달리 구멍 뚫기나 겹침 이음이 없어 공정과 중량이 줄어든다. 품질검사 곤란, 잔류응력·변형, 저온취성은 실제 단점에 해당한다.

일렉트로 가스 아크 용접은 수랭 동판으로 용융지를 막고 수직 상진하는 후판 용접법으로, 보호가스는 이산화탄소(CO2)를 쓴다. 이름의 '가스'가 곧 CO2 보호가스를 뜻하며, 불활성가스보다 값이 싸 후판 대량 용접에 유리하다.

아세틸렌(비중 약 0.906)과 에틸렌은 공기보다 가벼워 새어 나와도 위로 떠올라 빠져나간다. 선창·교각처럼 밀폐된 장소에서 프로판처럼 무거운 가스를 쓰면 바닥에 고여 폭발 위험이 커지므로 가벼운 가스를 쓴다.

용해 아세틸렌 용기는 직사광선과 열원을 피해 40℃ 이하에서 보관해야 한다. 45℃ 이상이 되면 아세톤에 용해되어 있던 아세틸렌이 팽창·유출되고 분해폭발 위험이 커진다.

라미네이션은 강괴 속 기포·비금속 개재물이 압연으로 늘어나 층상으로 갈라진 모재(압연) 결함이라 용접사의 기량과 무관하다. 언더컷·용입불량·크레이터 균열은 전류, 운봉속도, 아크 길이, 크레이터 처리 등 작업자가 좌우하는 결함이다.

아크 쏠림은 직류 용접에서 자기장이 한쪽으로 몰려 생기므로 용접봉 끝을 쏠림 반대 방향으로 기울여야 한다. 쏠림 방향으로 기울이면 편향이 더 심해진다. 교류 사용, 짧은 아크, 접지점 멀리하기, 후퇴 용접법은 올바른 대책이다.

페롤은 아크를 감싸 용융금속이 밖으로 흘러나가지 못하게 가두는 역할을 하므로 '유출을 원활하게 한다'는 설명이 틀리다. 그 밖에 아크열 집중, 대기 차단에 의한 산화·오염 방지, 용접사의 아크광 차폐 기능을 한다.

넌가스 아크 용접은 보호가스 없이 와이어 자체의 피복제·플럭스로 아크를 보호하는 방식으로, 와이어 돌출길이를 약 40~50mm로 길게 잡는다. 긴 돌출부에서 저항열로 와이어가 예열되어 용착속도가 높아지는 것이 특징이다.

산소와 화합할 때 불꽃온도가 가장 높은 것은 아세틸렌 $\mathrm{C_2H_2}$로 약 3430℃다. 수소는 약 2900℃, 메탄은 약 2700℃, 프로판은 약 2820℃ 수준이어서 아세틸렌에 미치지 못한다.

용접기는 사용 중 온도 상승이 적어야 절연이 열화되지 않고 연속 사용이 가능하다. 아크가 안정될 것, 구조·취급이 간단할 것, 유지비가 적을 것은 올바른 구비조건이다.

용접 자세 기호는 F(flat)=아래보기, H(horizontal)=수평, V(vertical)=수직, O 또는 OH(overhead)=위보기다. 따라서 F와 아래보기 자세의 연결만 옳다.

인화는 팁 끝이 순간적으로 막혀 가스 분출이 나빠질 때 불꽃이 토치의 가스 혼합실까지 거슬러 올라가 토치가 빨갛게 달구어지는 현상이다. 역화는 팁 끝에서 폭음과 함께 불꽃이 꺼졌다 붙었다 하는 것이고, 역류는 산소가 아세틸렌 쪽으로 흘러드는 것이다.

심 용접은 점 용접의 전극을 원판형 롤러 전극으로 바꾸어 회전시키면서 연속으로 점용접을 겹쳐 나가는 방식이라 기밀·수밀 이음을 얻는다. 프로젝션은 돌기, 업셋은 맞대기 가압, 퍼커션은 순간 방전을 이용하는 점에서 다르다.