[용접기사 필기] 16년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

슬리팅은 회전하는 원형 칼날 사이로 판재를 통과시켜 큰 판재를 재단하거나 주어진 길이·윤곽선을 따라 일부만 전단하는 가공이다. 블랭킹은 따낸 쪽이 제품인 가공, 노칭은 가장자리 일부를 도려내는 가공, 셰이빙은 전단면을 매끄럽게 다듬는 마무리 가공이다.

작은 강구(shot)를 고속으로 표면에 충돌시켜 표면층에 압축 잔류응력을 남기는 가공이 숏 피닝이며, 스프링 같은 부품의 피로강도 향상에 쓴다. 전해가공·전해연삭·화학연마는 재료를 녹여 없애는 가공이라 이런 효과가 없다.

항온열처리는 변태점 이하의 일정 온도에 유지해 항온변태시키는 처리로, 마퀜칭·마템퍼·오스템퍼가 여기 속한다. 어닐링(풀림)은 가열 후 노 안에서 서서히 식히는 연속냉각 열처리이므로 항온열처리가 아니다.

Taylor 공구수명식은 $VT^{n}=C$이다. 절삭속도 $V$가 커지면 공구수명 $T$가 급격히 짧아지는 관계이며, 수명 T에 지수 n이 붙는 형태가 핵심이다.

테르밋 용접은 산화철과 알루미늄 분말의 테르밋 반응으로 나오는 열(약 2800℃)로 만든 용융철을 주형에 부어 접합한다. 원자수소 용접은 수소의 재결합열을, 플라스마 용접은 플라스마 아크를 쓰는 별개의 방법이다.

절삭저항 3분력 중 절삭속도 방향으로 작용하는 주분력이 가장 크며, 절삭동력 계산의 기준이 된다. 배분력과 이송분력은 주분력에 비해 훨씬 작다.

스프링 백은 굽힘 하중을 제거했을 때 탄성 회복으로 굽힘각이 처음 상태 쪽으로 약간 되돌아가는 현상이다. 그래서 목표 각도보다 더 굽혀 두는 과굽힘 보정이 필요하다.

고온경도는 초경합금 > 고속도강 > 합금공구강 > 탄소공구강 순이다. 초경합금은 WC 등 탄화물 분말을 Co로 소결한 재료라 800℃ 이상에서도 경도를 유지한다.

금속·금속화합물 분말을 가열해 반용융 상태로 분출시켜 모재 표면에 밀착 피복하는 표면처리가 용사(thermal spraying)이다. 나머지 보기는 모재를 녹여 붙이는 용접법이다.

래핑은 랩과 랩제로 표면을 미세하게 다듬어 다듬질면·정밀도·내식성·내마모성을 높이는 가공이다. 면이 매끈해지므로 마찰계수는 오히려 작아진다.

코어 받침대(chaplet)는 가늘고 긴 코어가 코어 프린트만으로 지지되지 않을 때 주형 안에 끼워 코어의 휨과 떠오름을 막는 금속 지지구다. 중추는 상형의 부상 방지, 스트레이너는 쇳물 속 이물을 거르는 부속이다.

밀링머신의 호칭 크기는 테이블의 최대 이송거리(좌우·전후·상하 이동량)를 기준으로 0번·1번 식으로 표시한다.

초음파 가공은 공구의 진동으로 연삭입자를 충격시켜 재료를 깎아내므로 전기 전도성과 무관하다. 따라서 유리·세라믹 같은 부도체도 가공할 수 있고, 오히려 납·구리 같은 연성 재료가 가공하기 어렵다.

인베스트먼트법(로스트 왁스법)은 왁스·합성수지 모형에 내화재를 입혀 굳힌 뒤 모형을 녹여 흘려 배출하고 그 빈 공간을 주형으로 쓰는 정밀주조법이다. 셸 몰드법은 수지를 입힌 모래를 가열 금형에 소결시켜 주형을 만드는 방법이다.

코일에 고주파 전류를 흘려 생긴 유도전류의 발열로 표면만 급속 가열한 뒤 급랭시키는 표면경화법이 고주파 경화법이다. 질화법·침탄법은 원소를 침투시키는 화학적 표면경화, 화염경화법은 산소–아세틸렌 불꽃으로 가열한다.

테이블 선회각은 헬리컬 홈의 비틀림각과 같으므로 $\tan\alpha=\dfrac{\pi D}{\text{리드}}$로 구한다. $\tan\alpha=\dfrac{\pi\times 60}{280}=0.6732$이므로 $\alpha\approx 33.94^\circ$이다. 이송나사 피치 6mm는 분할·이송 기어비 계산용이라 선회각과는 무관하다.

$N=\dfrac{1000V}{\pi D}$에 $V=60\,\mathrm{m/min}$, $D=50\,\mathrm{mm}$를 대입하면 $N=\dfrac{1000\times 60}{\pi\times 50}\approx 382\,\mathrm{rpm}$이다.

G02가 시계방향(CW) 원호보간, G03이 반시계방향(CCW) 원호보간이다. G01은 직선보간, G04는 일시정지(dwell)이다.

투영기는 나사의 윤곽 전체를 확대 투영해 실루엣으로 측정하므로 바깥지름·골지름·유효지름·나사산 각도·피치를 모두 잴 수 있다. 나사 마이크로미터는 유효지름만, 피치 게이지는 피치만 확인하는 도구다.

공구현미경은 피측정물을 확대 관측하면서 X·Y 좌표와 각도를 읽는 측정기라, 복잡한 윤곽이나 나사 요소처럼 단독 요소 측정기로 직접 잴 수 없는 부분을 측정한다.

최대 굽힘모멘트는 돌출부(오버행) 때문에 B점에서 생겨 $M=50\times 1=50\,\mathrm{N\cdot m}=5000\,\mathrm{N\cdot cm}$이다.
지점 반력은 $R_B=\dfrac{100\times 1+50\times 3}{2}=125\,\mathrm{N}$, $R_A=25\,\mathrm{N}$이다.
$Z=\dfrac{bh^{2}}{6}=\dfrac{6\times 3^{2}}{6}=9\,\mathrm{cm^{3}}$이므로
$\sigma=\dfrac{5000}{9}\approx 556\,\mathrm{N/cm^{2}}$이다.

하중을 없애면 변형이 완전히 사라지고 원래 형상으로 되돌아가는 성질이 탄성이다. 소성은 하중을 제거해도 변형이 그대로 남는 성질이다.

크기가 같고 방향이 반대인 500N 두 힘이 0.5m 간격의 짝힘(우력)을 이루므로 보 전 구간에 $M=500\times 0.5=250\,\mathrm{N\cdot m}$의 일정한 모멘트가 걸린다. 우력의 모멘트는 위치에 무관하게 일정하므로 고정단의 최대 굽힘모멘트도 250 N·m이다.

양단 고정축은 m–n 단면의 비틀림각이 좌·우 구간에서 같아야 하므로 $\dfrac{T_A a}{GI_p}=\dfrac{T_B b}{GI_p}$이다. 따라서 $\dfrac{T_A}{T_B}=\dfrac{b}{a}$로, 저항 비틀림 모멘트는 자기 쪽 길이에 반비례한다.

오일러 좌굴응력은 $\sigma_{cr}=\dfrac{n\pi^{2}E}{(L/r)^{2}}$이다. 그림은 일단 고정·타단 자유 기둥이므로 단말계수가 $n=\dfrac{1}{4}$이고, 대입하면 $\sigma_{cr}=\dfrac{\pi^{2}Er^{2}}{4L^{2}}$이다.

B점 반력을 부정정 여력으로 잡고 처짐으로 푼다. 고정단에서 최대 $q_0$인 삼각형 분포하중만 받는 외팔보의 자유단 처짐은 $\dfrac{q_0L^{4}}{30EI}$, 집중하중 $R_B$에 의한 처짐은 $\dfrac{R_BL^{3}}{3EI}$이다. B점 처짐이 0이어야 하므로 두 식을 같게 두면 $R_B=\dfrac{q_0L}{10}$이다.

끝단 하중 P에 의한 신장은 $\dfrac{PL}{AE}$이고, 자중 W는 봉 전체에 분포해 평균적으로 절반만 작용하므로 $\dfrac{WL}{2AE}$이다. 둘을 더하면 $\lambda=\dfrac{PL}{AE}+\dfrac{WL}{2AE}$이다.

$\tau_{max}=\sqrt{\left(\dfrac{\sigma_x-\sigma_y}{2}\right)^{2}+\tau_{xy}^{2}}$에 $\sigma_x=175$, $\sigma_y=35$, $\tau_{xy}=60\,\mathrm{MPa}$를 대입한다. $\tau_{max}=\sqrt{70^{2}+60^{2}}=\sqrt{8500}\approx 92\,\mathrm{MPa}$로, 이는 모어원의 반지름에 해당한다.

단순보에 등분포하중이 걸릴 때 최대 처짐은 $\delta=\dfrac{5wl^{4}}{384EI}$, $I=\dfrac{bh^{3}}{12}$이다. 따라서 세로탄성계수 E에 반비례하며, 길이는 4승에 비례, 폭 b에는 반비례, 높이는 3승에 반비례한다.

원에 내접하는 사각형은 $b^{2}+h^{2}=d^{2}$를 만족한다. $I=\dfrac{bh^{3}}{12}$를 b로 미분해 0으로 두면 $d^{2}=4b^{2}$, 즉 h가 b의 √3배일 때 I가 최대다. 대입하면 $I=\dfrac{b(\sqrt{3}\,b)^{3}}{12}=\dfrac{\sqrt{3}}{4}b^{4}$이다.

$G=\dfrac{E}{2(1+\nu)}$에 $E=210\,\mathrm{GPa}$, $\nu=0.303$을 대입하면 $G=\dfrac{210}{2(1+0.303)}=\dfrac{210}{2.606}\approx 80.58\,\mathrm{GPa}$이다.

핀 C에서 AC와 BC가 이루는 각이 30°, BC와 연직 하중선이 이루는 각이 45°이므로 세 힘에 라미의 정리를 적용한다. $\dfrac{T_{AC}}{\sin 45^\circ}=\dfrac{P}{\sin 30^\circ}$에서 $T_{AC}=1000\times\dfrac{0.7071}{0.5}\approx 1414\,\mathrm{N}$이다.

A는 이동지점, B는 고정단인 1차 부정정 보다. A점 처짐이 0이라는 적합조건으로 풀면 단순지지단 반력은 $R_A=\dfrac{3wL}{8}$, 고정단 반력은 $R_B=\dfrac{5wL}{8}$이고, 두 반력의 합은 전체 하중 wL과 같다.

비틀림 모멘트는 단면에 전단응력만 발생시킨다. 인장력·압축력은 축방향 수직응력을, 굽힘 모멘트는 중립축을 기준으로 인장·압축의 수직응력을 만든다.

$\theta=\dfrac{TL}{GI_p}$이고 $I_p=\dfrac{\pi d^{4}}{32}=\dfrac{\pi\times 40^{4}}{32}\approx 2.513\times 10^{5}\,\mathrm{mm^{4}}$이다.
대입하면
$\theta=\dfrac{100000\times 3140}{80000\times 2.513\times 10^{5}}\approx 0.01562\,\mathrm{rad}$이고,
도(°)로 환산하면
$0.01562\times\dfrac{180}{\pi}\approx 0.895^\circ$이다.

양단이 고정되어 자유수축이 막히므로 인장력 R가 생기고, 온도차는 $\Delta T=65^\circ\mathrm{C}$이다.
$\alpha\,\Delta T\,L=R\left(\dfrac{L_1}{A_1E}+\dfrac{L_2}{A_2E}\right)$에 대입하면
$12\times10^{-6}\times 65\times 600=0.468\,\mathrm{mm}$, 괄호 안은 $5.625\times10^{-6}$이므로 $R\approx 83200\,\mathrm{N}$이다.
AC 구간 단면적이 400 mm²이므로
$\sigma=\dfrac{83200}{400}\approx 208\,\mathrm{MPa}$이다.

하중이 단면 모서리에 편심으로 작용하므로 $\sigma=\dfrac{P}{A}\pm\dfrac{M_x}{Z_x}\pm\dfrac{M_y}{Z_y}$로 본다.
$\dfrac{P}{A}=\dfrac{10}{2\times 1}=5\,\mathrm{kPa}$
$\dfrac{M_x}{Z_x}=\dfrac{10\times 1}{1\times 2^{2}/6}=15\,\mathrm{kPa}$
$\dfrac{M_y}{Z_y}=\dfrac{10\times 0.5}{2\times 1^{2}/6}=15\,\mathrm{kPa}$이다.
하중점과 대각으로 마주 보는 A점은 $5-15-15=-25\,\mathrm{kPa}$, 즉 크기 25 kPa이다.

전달 토크는 $T=\dfrac{P}{\omega}=\dfrac{120000}{2\pi\times 40}\approx 477.5\,\mathrm{N\cdot m}$이다.
중공축 조건
$\tau=\dfrac{16Td_1}{\pi\left(d_1^{4}-d_2^{4}\right)}\le 80\,\mathrm{MPa}$에
$d_1=46\,\mathrm{mm}$를 넣고 풀면
$d_2^{4}\approx 3.08\times 10^{6}$이 되어 안지름은 약 41.8 mm 이하여야 한다.

등분포하중을 받는 외팔보에서 최대 처짐각은 자유단에서 나타나며 $\theta_{max} = \dfrac{wL^3}{6EI}$로 구한다.
단면의 2차모멘트는 $I = \dfrac{bh^3}{12} = \dfrac{4\times 8^3}{12} = 170.67\ \mathrm{cm^4} = 1.7067\times10^{-6}\ \mathrm{m^4}$이다.
이를 대입하면
$\theta_{max} = \dfrac{6000\ \mathrm{N/m}\times (1\ \mathrm{m})^3}{6\times 210\times10^{9}\ \mathrm{Pa}\times 1.7067\times10^{-6}\ \mathrm{m^4}}$
$\theta_{max} \approx 0.0028\ \mathrm{rad}$
따라서 자유단에서의 최대 처짐각은 약 0.0028rad이다.

원형 단면의 최대 전단응력은 중립축에서 생기며 평균 전단응력의 4/3배다. 따라서 $\tau_{max}=\dfrac{4}{3}\cdot\dfrac{F}{\pi r^{2}}=\dfrac{4F}{3\pi r^{2}}$이다.

공정점은 두 액상선이 만나 액체가 두 고상으로 동시에 정출하는 최저 융점 지점이다. 그림에서 C와 D에서 내려온 두 액상선이 만나는 골짜기 꼭짓점 E가 공정점이고, F–E–G를 잇는 수평선이 공정선이다.

순철의 자기변태점 $A_2$는 약 768℃로, 이 온도를 넘으면 강자성이 상자성으로 바뀐다. 723℃는 $A_1$ 공석변태, 910℃는 $A_3$ 동소변태 온도다.

응고가 진행되면서 먼저 굳은 부분과 나중에 굳은 부분의 조성이 달라져 농도 차이(성분 불균일)가 생기는 현상이 편석이다. 공석·포석·편정은 상태도상의 반응 이름일 뿐이다.

두 종류 이상의 금속이 간단한 정수비로 결합해 고유의 결정구조와 성질을 갖는 물질을 금속간화합물이라 하며, MgCu2가 대표적이다. 펄라이트·시멘타이트·레데뷰라이트는 Fe–C계의 특정 조직 이름이다.

탄소량이 늘면 Fe3C가 많아져 비열과 전기저항은 증가하고, 용융점·열팽창률·열전도도·비중은 감소한다.

점 결함은 원자공공·격자간 원자, 선 결함은 전위(dislocation), 면 결함은 적층결함·결정립계다. 전위의 이동이 곧 금속 소성변형의 기구다.

탄소당량(Ceq)이 0.4% 이하면 경화성과 저온균열 감수성이 낮아 용접성이 양호하다고 판단한다. 이 값을 넘으면 예열·후열 같은 저온균열 대책이 필요하다.

용접금속 응고조직의 형태(주상정·수지상정 등)는 온도구배·성장속도·용질농도가 만드는 조성적 과냉으로 결정된다. 모재의 결정구조는 여기에 직접 관여하지 않는다.

R형(PR형)이 백금–백금로듐 열전대로, 약 1600℃까지 잴 수 있어 보기 중 최고온용이다. K형(CA)·J형(IC)·T형(CC)은 모두 비귀금속 열전대라 사용 상한 온도가 낮다.

탄소강이 200~300℃에서 인장강도는 최대가 되지만 연신율이 급감해 취약해지는 현상을 청열취성이라 한다. 이 온도에서 표면 산화피막이 푸른색을 띠어 붙은 이름이며, 저온취성은 상온 이하에서 나타난다.

페라이트는 체심입방격자(BCC)의 α철로 탄소를 약 0.02~0.025%까지만 고용한다. 6.67% C의 탄화철은 시멘타이트, 면심입방격자에 탄소를 고용한 상은 오스테나이트다.

18Cr–8Ni 오스테나이트계 스테인리스강은 면심입방격자라 비자성이고, Cr–Ni 조합으로 내식성이 가장 우수하다. 페라이트계·마텐자이트계는 체심 계열이라 자성을 띤다.

경금속은 비중 약 4.5 이하인 금속으로 Al(2.7)·Li(0.53)·Mg(1.74)가 해당한다. Mo는 비중이 약 10.2인 중금속이다.

심냉처리는 담금질 후에도 남은 잔류 오스테나이트를 마텐자이트로 변태시키려고 0℃ 이하까지 다시 냉각하는 처리로, 경도 상승과 치수 안정화가 목적이다. 나머지 보기는 각각 풀림·뜨임·불림에 대한 설명이다.

조직의 경도는 마텐자이트 > 트루스타이트 > 소르바이트 > 펄라이트 > 페라이트 순이다. 마텐자이트는 탄소가 과포화 고용된 체심정방 조직이라 가장 단단하다.

결정면에서 반사된 X선이 보강간섭하는 조건 $2d\sin\theta=n\lambda$(브래그 법칙)를 이용해 회절각으로 결정구조와 면간거리를 알아내는 방법이 브래그법이다.

예열의 목적은 임계온도 구간을 지날 때 냉각속도를 느리게 해 경화조직 생성과 저온균열을 막고 변형·잔류응력을 줄이는 것이다. 냉각속도를 빠르게 하면 오히려 마텐자이트가 생겨 균열이 늘어난다.

저온(지연)균열은 확산성 수소·구속응력·경화조직이 원인이므로 용접봉 건조, 구속응력 완화, 확산수소량 저감이 대책이다. S와 P는 균열을 조장하는 유해원소라 늘리면 안 된다.

금속침투법의 침투 원소는 칼로라이징 Al, 크로마이징 Cr, 실리코나이징 Si, 보로나이징 B다. 따라서 알루미늄을 침투시켜 내고온성 확산층을 만드는 것은 칼로라이징이다.

주철 성장의 원인은 Fe3C 분해에 의한 흑연화, A1 변태 반복에 따른 체적 변화와 미세균열, 흡수 가스의 팽창, 그리고 고용된 Si의 산화다. 다만 산화되는 것은 펄라이트가 아니라 페라이트 중의 Si이므로 보기 1이 틀렸다.

노치 취성(취성파괴) 시험에는 샤르피 충격시험, 슈나트 시험, 카안 인열시험, 로버트슨 시험 등이 있다. 코머렐 시험은 용접부의 굽힘(연성) 시험이라 노치 취성 시험에 속하지 않는다.

용접변형 방지법은 억제법, 역변형법, 도열법(냉각법), 피닝법과 대칭법·비석법 같은 용착법이다. 가압법은 여기에 들지 않는다.

용접부 초음파 탐상에는 통상 0.5~1.5MHz 정도의 주파수를 쓴다. 주파수가 지나치게 높으면 강재 내부에서 감쇠가 심해 투과하지 못하므로 나머지 대역은 탐상에 쓰지 않는다.

토(toe) 균열은 비드 표면과 모재의 경계인 용접 지단부에서 응력집중과 구속응력 때문에 발생해 모재 쪽으로 성장하는 저온균열이다. 크레이터 균열은 비드 끝의 크레이터에, 설퍼 균열은 황 편석부에 생긴다.

마찰교반접합(FSW)은 모재를 녹이지 않고 고상에서 소성유동으로 접합하므로 입열이 작고, 변형이 아크용접보다 훨씬 작다. 따라서 입열이 커서 변형이 매우 크다는 설명은 틀렸다.

용접균열 시험에는 저온균열 시험, 재열균열 시험, 라멜라테어 시험 등이 있다. 킨젤 시험은 노치 굽힘시험으로 연성·취성을 평가하는 시험이라 균열 시험이 아니다.

용접은 변형과 잔류응력을 줄이도록 물품 중심에 대해 대칭으로 진행한다. 큰 구조물은 중앙에서 끝(자유단) 쪽으로 용접하고, 수축이 큰 이음을 먼저 하며, 가접에는 본용접보다 가는 용접봉을 쓴다.

경도·굽힘·피로 시험은 하중을 걸어 성질을 재는 기계적 시험이다. 파면 시험은 파단면을 육안·현미경으로 관찰하는 야금학적 시험이라 기계적 시험이 아니다.

비석법(스킵법)은 용접선을 여러 구간으로 나눠 띄엄띄엄 건너뛰며 용착하는 방법으로, 열이 한곳에 집중되지 않아 잔류응력과 변형이 줄어든다. 억제법·역변형법은 용착법이 아니라 변형 방지 대책이다.

기온이 0℃ 이하일 때 연강은 이음 양쪽 폭 약 100mm 범위를 40~75℃로 예열해 저온균열을 막는다.

맞대기 용접의 목두께는 판두께 6mm를 그대로 쓴다. $\sigma=\dfrac{F}{t\,l}=\dfrac{15000}{6\times 250}=10\,\mathrm{N/mm^{2}}$이다.

과대 용접을 피하려면 단속 필릿 이음에서 다리길이는 작게 하고 용접 길이를 길게 잡아야 한다. 다리길이를 키우면 용착량이 다리길이의 제곱에 비례해 늘어 변형·잔류응력·비용이 급증한다.

용입 깊이는 용접 전류에 거의 비례해 커지므로 영향이 가장 크다. 용접봉 종류나 모재 재질도 영향은 있으나 전류만큼 지배적이지 않다.

U형·H형 홈의 루트 반지름은 가능한 크게 해야 용접봉 접근과 슬래그 제거가 쉬워 결함이 줄어든다. 홈 단면적은 작게, 루트 간격 최대치는 용접봉 지름 이하로 하라는 나머지 설명은 옳다.

덧살(여성 높이)이 크면 지단부의 단면 급변으로 응력집중이 커져 피로강도가 오히려 떨어진다. 따라서 덧살은 낮게 하고 필요하면 그라인딩으로 매끄럽게 다듬어야 한다.

용입은 용접 전류, 홈 각도, 운봉속도, 아크 길이·전압 등에 좌우된다. 토치의 종류는 용입 깊이를 결정하는 인자가 아니다.

용접 입열량은 $H=\dfrac{60EI}{v}$로 구한다. $H=\dfrac{60\times 20\times 120}{60}=2400\,\mathrm{J/cm}$이다.

같은 평면에 이음이 많으면 수축이 자유단(바깥) 쪽으로 빠져나가도록 순서를 정해야 구속이 작아져 잔류응력과 균열이 줄어든다. 수축을 가운데로 몰면 구속이 커져 불리하다.

냉각속도는 판 두께(열이 빠지는 경로), 이음 형상, 예열 온도, 입열량에 크게 좌우된다. 용접봉 각도는 비드 모양에는 영향을 주지만 냉각속도에는 거의 영향이 없다.

외관(육안)검사로는 표면에 드러나는 언더컷·오버랩·피트를 확인할 수 있다. 기공(포로시티)은 용착금속 내부의 결함이라 육안으로 볼 수 없고 방사선·초음파 탐상으로 찾는다.

피복아크용접의 차광유리 번호는 용접전류와 용접봉 지름으로 정한다. 전류 45~75A, 용접봉 지름 2.0~2.6mm 구간에는 차광도 8~9번이 지정된다. 전류가 커질수록 번호도 커져 130A를 넘으면 10번 이상을 쓰고, 2~3번은 가스용접·보조작업용이다.

프로젝션 용접(Projection Welding)은 모재에 만든 돌기에 전류를 집중시켜 저항열로 붙이는 전기저항용접이라 아크를 쓰지 않는다. 스터드 용접·서브머지드 아크 용접·피복금속 아크 용접은 모두 아크열이 열원이다.

알루미늄용 가스용접 용제는 염화나트륨 30%, 염화칼륨 45%, 염화리튬 15%, 플루오르화칼륨 7%, 황산칼륨 3%로 구성된다. 즉 3%에 해당하는 성분은 염산칼륨이 아니라 황산칼륨이다.

팁이 막히거나 과열되고 가스 압력이 맞지 않아 팁 속에서 폭발음과 함께 불꽃이 꺼졌다 다시 나타나는 현상이 역화(back fire)다. 산소가 아세틸렌 쪽으로 거꾸로 흐르는 것은 역류, 불꽃이 호스·발생기까지 거슬러 타들어가는 것은 인화다.

탄소(C)는 강의 강도·경도를 높이는 대신 연신율과 굽힘성을 떨어뜨려 연강용 가스용접봉에서 함량을 낮게 제한한다. S는 적열취성, P는 냉간취성의 원인이며 Si는 탈산제로 기공을 줄이는 역할이다.

점 용접의 너깃은 급랭 응고되어 주상정 조직이 되고, 그 바깥 열영향부는 조대화된 과열조직이 된다. 연강은 탄소량이 낮아 용접부가 잘 경화되지 않고 눌린 흔적도 얕으며, 녹·스케일은 통전을 방해하므로 표면처리가 반드시 필요하다.

용접 입열량은 $H=\dfrac{60EI}{v}$ 로 구하며, 60은 용접속도 $\mathrm{cm/min}$ 을 초 단위로 바꾸는 계수다. $H=\dfrac{60\times 24\times 200}{6}=48{,}000\ \mathrm{J/cm}$ 이다.

연강용 피복아크 용접봉은 끝 두 자리가 피복제 계통을 나타내며, E4324의 24는 철분산화티탄계다. E4311은 고셀룰로오스계, E4326은 철분저수소계, E4340은 특수계다.

아크 용접은 모재와 전극 사이에 발생시킨 아크열로 금속을 녹이며, 이 아크는 전기 에너지가 열과 빛으로 바뀐 것이다. 가스 에너지를 쓰는 것은 가스용접, 기계적 에너지를 쓰는 것은 마찰용접이다.

저수소계 용접봉은 피복제가 흡습하면 수소가 침입해 균열을 일으키므로 사용 전 건조가 필수다. 건조 조건은 300~350℃에서 1~2시간으로, 70~100℃면 되는 일반 피복봉보다 훨씬 높다.

불활성 가스 아크 용접은 고온에서도 금속과 반응하지 않는 아르곤(Ar)과 헬륨(He)으로 아크와 용융지를 감싼다. CO2·산소는 산화성 가스이고 질소는 고온에서 질화물을 만들어 불활성 가스가 아니다.

액체산소는 기화하면 부피가 크게 늘어 1ℓ가 약 900ℓ의 기체 산소가 된다. 액체산소 용기의 저장량을 기체 사용량으로 환산할 때 쓰는 값이다.

E4301(일미나이트계)은 슬래그 생성계 용접봉으로 용착금속의 연성과 내균열성이 좋아 중요 구조물 용접에 널리 쓰인다. E4303(라임티타니아계)·E4311(고셀룰로오스계)은 작업성 위주, E4327(철분산화철계)은 능률 위주여서 내균열성은 이보다 떨어진다.

전자빔 용접은 진공 속에서 고속 전자의 운동에너지가 충돌로 열로 바뀌어 접합하는 방법이라 저항열을 쓰지 않는다. 점 용접·심 용접은 겹치기 저항용접, 플래시 용접은 맞대기 저항용접이다.

테르밋 용접은 산화철 분말과 알루미늄 분말의 테르밋 반응으로 발생하는 약 2,800℃의 열과 용융철을 이용해 접합한다. 전원이 필요 없어 레일 이음이나 대형 축의 현장 보수에 쓰인다.

용입 깊이는 아크열이 모재에 얼마나 집중되는지로 정해지므로 전류량·극성·용접봉 지름·운봉속도가 인자가 된다. 용착금속의 양은 용접봉이 녹아 쌓인 결과일 뿐 모재가 파이는 깊이를 좌우하지 않는다.

용융금속의 이행은 중력, 표면장력, 핀치효과, 자기불림처럼 용적에 직접 작용하는 힘의 균형으로 결정된다. 단락특성은 용접기 전원이 갖는 출력 특성이지 용적에 작용하는 힘이 아니다.

피복제는 아크를 안정시키고 대기를 차단해 용융금속을 보호하며 탈산·정련 작용을 한다. 반면 수소는 균열과 기공의 원인이므로 피복제는 수소를 공급하는 것이 아니라 침입을 막는 역할을 한다.

노치 취성 시험은 용접부에 노치를 주고 취성 파괴 저항을 보는 대표적인 용접성 시험이다. 피로시험은 기계적 시험, 부식시험은 화학적 시험, 파면시험은 야금학적 시험으로 분류된다.

아크 쏠림은 직류 전류가 만든 자기장 때문에 생기므로 방지책은 교류 용접기를 쓰는 것이며, 정극성·역극성은 모두 직류 극성이라 쏠림을 막지 못한다. 그 밖에 아크 길이를 짧게 하고, 접지점을 2개 연결하거나 용접부에서 멀리 두며, 용접봉 끝을 쏠림 반대 방향으로 기울인다.