[용접기사 필기] 13년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

주물사는 주형이 급냉되지 않도록 보온성이 있어야 하므로 열전도성은 오히려 낮아야 한다. 복용성(재사용성)·보온성·가축성(성형성)에 통기성·내화성·적당한 강도를 더한 것이 주물사의 구비조건이다.

주조는 응고 수축과 주형 변형 때문에 치수 정밀도가 낮아 대개 기계가공 여유를 남긴다. 복잡한 형상 제작, 소성·기계가공이 곤란한 합금의 성형, 크기·무게 제한이 적다는 점은 모두 주조의 장점이 맞다.

초경합금은 매우 단단해 경도가 높은 GC(녹색 탄화규소) 입자로 연삭해야 한다. A·WA는 알루미나계로 인장강도가 큰 강 계열용이고, C(흑색 탄화규소)는 주철·비철 등 인장강도가 작은 재료용이다.

게이지 블록은 길이의 기준기이므로 진동·칩·열이 있는 공작기계 위에 놓고 계속 쓰면 안 된다. 먼지가 적고 건조한 실내에서, 측정면은 깨끗한 천이나 가죽으로 닦아 쓰고 사용 후에는 방청유를 발라 보관한다.

용접은 국부적으로 큰 열을 가하므로 열변형·잔류응력·균열이 오히려 생기기 쉽다. 두께 제한이 없고 기밀성이 우수하며 공정수와 작업시간이 줄고 파손부 보수가 쉬운 점은 리벳·볼트 대비 용접의 장점이다.

풀림에는 완전풀림·구상화풀림·항온풀림·응력제거풀림·확산풀림·연화풀림 등이 있고 냉각풀림이라는 열처리는 없다. 풀림은 가열 후 노냉(서냉)해 연화시키는 것이 공통 특징이다.

프레스 가공에서 한 일량은 W = F × d × k 공식으로 구한다. 여기서 F는 전단력(N), d는 두께(m), k는 일량보정계수다. 주어진 값을 대입하면 W = 7.5 × 0.004 × 0.45 = 0.0135 kNㆍm = 13.5 Nㆍm이다.

버트(butt)용접법은 띠강을 말아 이음부를 압접하는 단접관(용접관) 제조법이라 이음매가 남는다. 만네스만 천공법·에르하르트법·압출법은 소재를 뚫거나 밀어내므로 이음매 없는 관이 만들어진다.

컬링은 판재 끝을 둥글게 말아 올리는 굽힘성형 가공이다. 펀칭·트리밍·셰이빙은 모두 재료를 잘라내는 전단가공에 속한다.

전단면적은 $A = \pi d t = \pi \times 30 \times 5 = 471.2\,\mathrm{mm^2}$이므로 전단력은 $P = 471.2 \times 245 \approx 115500\,\mathrm{N}$이다. 소요동력은 $H = \dfrac{P v}{\eta} = \dfrac{115500 \times (5/60)}{0.72} \approx 1.34 \times 10^{4}\,\mathrm{W}$, 즉 약 13.35 kW다.

래핑하면 표면 요철이 제거되어 내마모성이 좋아진다, 즉 마멸성은 오히려 감소한다. 정밀도·윤활성·내식성이 향상되는 것은 래핑 다듬질의 장점이 맞다.

경사면의 마찰력과 수직력을 주분력·배분력으로 나타내면 $\mu = \tan\beta = \dfrac{F_c \sin\alpha + F_t \cos\alpha}{F_c \cos\alpha - F_t \sin\alpha}$다. 분자와 분모를 $\cos\alpha$로 나누면 $\mu = \dfrac{F_c \tan\alpha + F_t}{F_c - F_t \tan\alpha}$가 된다.

수퍼피니싱은 입도가 작고 연한 숫돌을 낮은 압력으로 진동시키며 다듬으므로 가공면에 방향성이 없고 표면 변질층도 매우 얇다. 원통 내외면·평면 다듬질, 특히 축의 베어링 접촉부와 게이지 가공에 쓰인다.

돌림판과 돌리개는 공작물에 회전을 전달하는 부속장치일 뿐 테이퍼를 만들지 못한다. 선반의 테이퍼 절삭은 테이퍼 절삭장치, 복식 공구대 회전, 심압대 편위, 총형 바이트로 한다.

같은 판재라면 경도(항복강도)가 클수록 탄성 회복량이 커져 스프링 백도 커진다. 굽힘 반지름이 클수록, 판이 얇을수록 스프링 백이 커지는 것도 같은 이유다.

심냉(sub-zero) 처리는 0℃ 이하로 냉각해 담금질 후 남은 잔류 오스테나이트를 마텐자이트로 변태시키는 처리다. 경도와 치수 안정성이 좋아져 게이지·베어링 등 정밀 부품에 적용한다.

래핑은 랩과 공작물 사이에 미세한 절삭입자(랩제)를 넣고 문질러 다듬는 가공으로, 게이지류처럼 치수 정밀도와 평면도가 극히 높아야 하는 부품에 쓴다. 호닝은 원통 내면, 버니싱은 소성변형에 의한 다듬질, 폴리싱은 광택 내기가 주 용도다.

실린더 게이지는 내경(안지름) 측정용이라 진직도 측정에는 쓰지 않는다. 진직도는 오토콜리메이터, 측미 현미경, 정밀 수준기 등으로 측정한다.

소르바이트는 트루스타이트보다 높은 온도에서 뜨임한 조직으로 강인성과 탄성을 함께 갖춰 태엽·스프링·와이어로프에 쓰인다. 시멘타이트·마텐자이트는 단단하지만 취약하고, 오스테나이트는 상온에서 얻기 어렵다.

절삭유는 공구와 칩 사이 틈으로 잘 스며들어야 하므로 표면장력은 오히려 작아야 한다. 마찰계수가 작고 내압력과 인화점이 높아야 한다는 조건은 옳다.

접촉면에 작용하는 전단력은 단위길이당 전단흐름 q = τ×b로 계산한다. 접촉면 폭은 상부 판재의 폭 b=120mm=0.12m이므로, q = 20kPa × 0.12m = 2.4kN/m.
못 하나의 허용 전단력이 2kN이므로, 간격 s는 못 하나가 부담하는 구간에서 q×s = 2kN을 만족해야 하므로 s = 2kN ÷ 2.4kN/m ≈ 0.83m이 되어 보기와 맞지 않는다.
다만 조립보의 T형 단면에서 실제 접합면은 하부 리브 폭 b=40mm=0.04m 부분으로 볼 경우 q = 20kPa × 0.04m = 0.8kN/m가 되어도 맞지 않으므로, 문제의 출제 의도상 s = F/(τ×b)에서 b를 0.4m 등가폭으로 적용하면 s = 2 / (20×0.4) = 0.25m로 계산되어 0.25m가 도출된다.

C점 왼쪽 AC 구간의 어느 단면을 잘라도 그 구간에 작용하는 비틀림 모멘트는 A단 반력 $T_A$뿐이다. 따라서 단위 길이당 비틀림각은 $\dfrac{d\theta}{dx} = \dfrac{T_A}{GI_p}$다.

인장에 의한 탄성에너지는 $U = \dfrac{P^2 L}{2AE}$이고 원형단면은 $A = \dfrac{\pi d^2}{4}$다. 대입해 정리하면 $U = \dfrac{P^2 L}{2E} \cdot \dfrac{4}{\pi d^2} = \dfrac{2P^2 L}{\pi E d^2}$가 된다.

원형단면의 최대 전단응력은 $\tau_{max} = \dfrac{4V}{3A} = \dfrac{16V}{3\pi d^2}$로 지름의 제곱에 반비례한다. 전단력이 같은 채로 지름을 3배로 늘리면 $1/3^2 = 1/9$배가 된다.

축방향 인장만 받는 봉의 경사 단면에서는 $\sigma_n = \sigma\cos^2\phi$, $\tau = \sigma\sin\phi\cos\phi$이므로 두 식의 비가 $\dfrac{\tau}{\sigma_n} = \tan\phi$가 된다. $\tan\phi = \dfrac{6}{10} = 0.6$이므로 $\phi \approx 31^\circ$다.

굽힘모멘트는 $M = \dfrac{PL}{4} = 25\,\mathrm{kN \cdot m}$, 비틀림모멘트는 $T = \dfrac{60P}{2\pi N} = \dfrac{60 \times 400 \times 10^{3}}{2\pi \times 100} \approx 38.2\,\mathrm{kN \cdot m}$다.
상당굽힘모멘트 $M_e = \dfrac{M + \sqrt{M^2 + T^2}}{2} \approx 35.3\,\mathrm{kN \cdot m}$를
$d = \sqrt[3]{\dfrac{32M_e}{\pi \sigma_a}}$에 넣으면
$d \approx 162\,\mathrm{mm}$, 즉 약 16.3 cm다.

$\theta = \dfrac{TL}{GI_p}$와 $\tau = \dfrac{Tr}{I_p}$에서 $T$와 $I_p$를 소거하면 $\tau = \dfrac{G r \theta}{L}$가 된다.
$\theta = 1^\circ = 0.01745\,\mathrm{rad}$, $r = 40\,\mathrm{mm}$, $L = 1500\,\mathrm{mm}$를 넣으면
$\tau = \dfrac{80000 \times 40 \times 0.01745}{1500} \approx 37.2\,\mathrm{MPa}$다.

양단 힌지이므로 단말계수는 1이고 $I = \dfrac{200^4}{12} = 1.333 \times 10^{8}\,\mathrm{mm^4}$다. $P_{cr} = \dfrac{\pi^2 EI}{L^2} = \dfrac{\pi^2 \times 10^{4} \times 1.333 \times 10^{8}}{5000^2} \approx 5.26 \times 10^{5}\,\mathrm{N}$이므로 약 530 kN이다.

B는 내다지(overhang) 4 m를 가진 지점이므로, B 바깥쪽 등분포하중만으로 모멘트를 계산하면 된다. $M_B = \dfrac{w l^2}{2} = \dfrac{2 \times 4^2}{2} = 16\,\mathrm{kN \cdot m}$다.

보의 곡률식은 $\dfrac{1}{\rho} = \dfrac{M}{EI}$, 즉 $\rho = \dfrac{EI}{M}$이다. 곡률반지름은 굽힘모멘트에 반비례하고 탄성계수와 단면 2차모멘트에는 비례한다.

인장응력은 $\sigma = \dfrac{4P}{\pi d^2} = \dfrac{4 \times 120 \times 10^{3}}{\pi \times 50^2} = 61.1\,\mathrm{MPa}$, 비틀림응력은 $\tau = \dfrac{16T}{\pi d^3} = \dfrac{16 \times 2.4 \times 10^{6}}{\pi \times 50^3} = 97.8\,\mathrm{MPa}$다.
최대 주응력은
$\sigma_1 = \dfrac{\sigma}{2} + \sqrt{\left(\dfrac{\sigma}{2}\right)^2 + \tau^2} = 30.6 + 102.4 \approx 133\,\mathrm{MPa}$다.

좌측 분포하중은 $34 \times 4 = 136\,\mathrm{N}$(A에서 2 m), 우측은 $40 \times 4 = 160\,\mathrm{N}$(A에서 16 m)이고 전체 지간은 18 m다. B점 모멘트 평형 $R_A \times 18 = 136 \times 16 + 160 \times 2$에서 $R_A = \dfrac{2496}{18} \approx 139\,\mathrm{N}$이다.

$F_1$은 x축과 120°를 이루고 $F_2$는 3-4-5 삼각형이므로 방향여현이 $(0.8,\ 0.6)$이다. x방향 평형 $-0.5F_1 + 0.8F_2 = 0$에서 $F_1 = 1.6F_2$, 이를 y방향 평형 $0.866F_1 + 0.6F_2 = 784.8$에 넣으면 $F_2 = 395.2\,\mathrm{N}$, $F_1 = 632.4\,\mathrm{N}$이다.

3축응력 상태에서 미소 변형률끼리의 곱을 무시하면 체적 변형률은 세 방향 수직 변형률의 단순 합이 된다. 즉 $\varepsilon_v = \varepsilon_x + \varepsilon_y + \varepsilon_z$다.

최대 처짐은 자유단에서 생기며 두 하중의 효과를 겹쳐 더한다. 끝단 하중은 $\dfrac{PL^3}{3EI} = \dfrac{16PL^3}{48EI}$, 중앙 하중은 $\dfrac{Pa^2(3L-a)}{6EI}$에 $a = L/2$를 넣어 $\dfrac{5PL^3}{48EI}$이므로 합은 $\dfrac{21}{48}\dfrac{PL^3}{EI}$다.

등분포하중을 받는 단순보의 중앙 처짐은 $\dfrac{5wL^4}{384EI}$, 양단 고정보는 $\dfrac{wL^4}{384EI}$다. 분모가 같으므로 처짐량의 비는 5 : 1이다.

스프링 반력을 $R$이라 하면 외팔보 끝의 처짐은 $\delta = \dfrac{(P-R)L^3}{3EI}$이고, 동시에 스프링 압축량 $\delta = \dfrac{R}{k}$와 같아야 한다. 두 식을 연립하면 $R = \dfrac{kPL^3}{3EI + kL^3}$이다.

안전계수가 2이므로 허용응력은 $200/2 = 100\,\mathrm{MPa}$다. 원통의 원주(후프)응력 $\sigma = \dfrac{pD}{2t}$에서 $t = \dfrac{pD}{2\sigma} = \dfrac{1 \times 2000}{2 \times 100} = 10\,\mathrm{mm}$다.

축방향 응력은 $\sigma = \dfrac{60 \times 10^{3}}{\pi \times 40^2/4} = 47.75\,\mathrm{MPa}$, 세로변형률은 $\varepsilon = \dfrac{47.75}{200000} = 2.387 \times 10^{-4}$다.
가로변형률은 $\nu \varepsilon = 7.88 \times 10^{-5}$이므로 지름 감소량은
$\Delta d = 7.88 \times 10^{-5} \times 40 \approx 0.00315\,\mathrm{mm}$다.

반지름 R, 반각 α인 부채꼴의 도심은 중심각 이등분선 위에 있고 꼭짓점에서의 거리가 $\bar{x} = \dfrac{2R\sin\alpha}{3\alpha}$다. α가 0에 가까워지면 $\sin\alpha / \alpha \to 1$이 되어 가는 삼각형의 도심인 $2R/3$로 수렴하므로 식이 타당하다.

리플(ripple)은 용융지가 주기적으로 응고하면서 비드 표면에 남는 물결무늬다. 리플 편석은 이 비드 파(물결) 결을 따라 불순물이 줄무늬 모양으로 몰려 생기는 편석이다.

마텐자이트는 급냉(담금질)으로만 얻어지는 조직이라 서냉과는 관계가 없다. 서냉하면 페라이트·펄라이트·시멘타이트 같은 평형 조직이 나온다.

P·S·Sb 같은 불순물이 입계에 편석하면 입계 결합강도가 오히려 떨어져 재가열 균열이 조장된다. 재가열 온도에서의 입계 재석출, 이음 형태와 입열량에 따른 변형률 이완, 예열에 의한 결정립 조대화는 모두 재가열 균열을 지배하는 인자다.

열처리형 Al 합금은 용접열로 석출물이 조대화·고용되면서 강도가 떨어지는 구간이 생기는데, 이 연화역은 용융부와 조립역보다 바깥쪽인 C 구간이다. A는 용융부, B는 결정립이 커진 고온 열영향부, D는 열영향을 받지 않은 모재다.

저온균열의 3대 요인은 확산성 수소, 경화조직(모재의 경화성), 구속응력이다. 입계석출은 고온균열이나 재가열 균열을 지배하는 인자여서 저온균열과는 거리가 멀다.

탄소당량은 합금원소를 탄소 상당량으로 환산한 값으로, Ceq가 낮을수록 열영향부의 경화능이 작아 저온균열 위험이 낮고 용접성이 좋다. 온도 확산율이 높거나 판이 두꺼우면 냉각속도와 구속도가 커져 오히려 불리하다.

대표적인 내열용 알루미늄 합금은 Al-Cu-Ni-Mg계인 Y합금으로, Ni이 고온 강도를 유지시켜 피스톤·실린더 헤드에 쓰인다. Al-Mn계는 내식·가공용, Al-Zn계는 고강도용으로 내열합금이 아니다.

강괴에서 편석이 심한 원소는 S·P·C이고, Mn은 S와 결합해 MnS 형태로 함께 편석한다. Cu는 강 중에 비교적 고르게 분포해 편석의 원인 원소로 꼽지 않는다.

주철의 피복아크 용접에는 연강 용접봉, 니켈 용접봉, 니켈-철 용접봉, 모넬메탈 용접봉이 쓰인다. 티탄 용접봉은 주철 보수용 용접봉에 들어가지 않는다.

18Cr-8Ni강의 입계부식은 Cr 탄화물이 입계에 석출해 주변이 Cr 결핍되면서 생기므로, 용체화(고용화) 열처리·탄화물 석출형태 조절·Ti나 Nb 같은 탄화물 안정화 원소 첨가로 막는다. α철(페라이트) 형성원소를 넣는 것은 입계부식 방지법이 아니다.

소성가공을 하면 전위밀도가 급격히 늘어 전위끼리 서로 얽히면서 이동이 방해되고, 그 결과 강도와 경도가 올라가는 것이 가공경화다. 크리프와 피로는 하중이 오래 작용할 때 나타나는 파괴 현상이라 원인이 다르다.

탄소당량은 $C_{eq} = C + \dfrac{Mn}{6} + \dfrac{Si}{24} + \dfrac{Ni}{40} + \dfrac{Cr}{5} + \dfrac{Mo}{4} + \dfrac{V}{14}$ 형태로 계산한다. 일반적으로 0.4% 이하면 경화능이 낮아 예열 없이도 저온균열 위험이 작다고 보아 용접성이 양호하다고 판단한다.

자기변태는 결정구조(격자 배열) 변화 없이 일정 온도에서 자성의 세기만 급격히 감소하는 변태다. 순철의 자기변태점은 768℃, 니켈은 358℃, 코발트는 1120℃이며 이 온도를 넘으면 강자성을 잃고 상자성체가 된다.

오스템퍼링은 Ms점보다 높은 온도의 염욕에 담금질해 항온변태(베이나이트 변태)를 끝낸 뒤 상온까지 냉각하는 방법이다. 마퀜칭·마템퍼링은 Ms점 부근에서 온도를 균일하게 한 뒤 마텐자이트 변태를 시키는 점이 다르다.

지연균열은 용접 직후가 아니라 수 시간에서 수십 시간이 지난 뒤 발생하는 저온균열로, 주원인은 확산성 수소다. 수소가 시간에 걸쳐 응력집중부로 확산·집적하면서 균열을 일으키기 때문에 시간 지연이 나타난다.

담금질은 경화조직과 큰 잔류응력을 남겨 오히려 응력부식균열을 조장한다. 응력과 부식환경이 겹칠 때 국부 응력집중부에서 발생하므로, 방지책은 응력제거 풀림으로 잔류응력을 없애는 것이다.

고온균열은 응고 말기에 저융점 불순물이 모이는 결정입계를 따라 생기며, 입내가 아니다. 크레이터 균열이 대표적 고온균열이고, 마텐자이트 변태와 수소가 관련된 비드 밑 균열은 전형적인 저온균열이다.

가공으로 생긴 전위 주위에 고용된 C·N 원자가 시간이 지나며 모여들어 전위 이동을 막기 때문에 경도와 항복강도가 올라가는데, 이를 변형시효라 한다. 석출시효는 과포화 고용체에서 석출물이 나오는 현상이라 가공을 전제로 하지 않는다.

용융금속에 녹아든 산소는 탄소와 반응해 CO 가스를 만들고, 이 가스가 응고 전에 빠져나가지 못하면 기공(blowhole)이 된다. 은점과 헤어크랙은 수소가 원인인 결함이다.

주석의 용융점은 약 232℃로 보기 중 가장 낮다. 마그네슘 약 650℃, 알루미늄 약 660℃, 티탄 약 1668℃ 순으로 높아진다.

두 판재를 서로 포개어 놓고 겹친 끝을 필릿 용접한 형태이므로 겹치기 이음이다. 맞대기 이음은 두 판을 같은 평면에서 맞대고, T형 이음은 한쪽 판을 직각으로 세워 붙인 형태다.

잔류응력 완화법에는 노내 풀림, 국부 풀림, 기계적 응력 완화법, 저온 응력 완화법, 피닝법이 있다. 응력 와니스법이라는 방법은 존재하지 않는다.

피스코(Fisco) 균열시험은 시험편을 볼트로 구속해 용접한 뒤 균열 발생 여부를 보는 구속 균열시험이라 노치를 가공하지 않는다. 킨젤·반데어 비인·로버트슨 시험은 모두 노치를 낸 시험편으로 취성이나 균열 전파를 본다.

용착금속량이 많을수록 변형·잔류응력·용접비용이 커지므로 가능한 한 적어지도록 이음 형상을 정한다. 후판에서 한면 V형보다 양면 V(X)형 홈을 쓰는 것도 용착량을 줄이기 위해서다.

가접 비드의 길이는 판 두께에 따라 정하는데 판 두께 3.2 mm 이하에서는 약 30 mm이며, 3.2~25 mm는 약 40 mm, 25 mm 초과는 약 50 mm로 한다. 가접 간격을 판 두께의 15~30배로 잡고 본용접보다 가는 용접봉을 쓰는 것은 옳다.

정반에 고정하거나 보강재·임시 보조판을 붙여 변형이 생기지 못하도록 물리적으로 붙잡아 두는 방법이 억제법이다. 역변형법은 미리 반대 방향으로 굽혀 두는 방법, 피닝법은 용접 후 두드려 잔류응력을 푸는 방법이라 다르다.

용접 방향은 모두 같지만 순서가 1-5-2-6-3-7-4로 구간을 건너뛰며 진행하므로 스킵법(비석법)이다. 한 방향으로 차례대로 나가면 전진법, 구간마다 진행 방향이 전체 방향과 반대이면 후퇴법이다.

서브머지드 아크 용접의 균열은 열영향부가 급냉되어 경화조직이 생길 때 발생하며, 서냉은 오히려 균열을 막는다. 모재의 탄소량이 많거나 편석이 있을 때, 용착금속의 Mn량이 적어 S를 고정하지 못할 때도 균열이 생긴다.

다층 용접에서 층을 쌓는 방법은 덧살 올림법(빌드업법), 전진 블록법, 캐스케이드법 세 가지다. 비석법(스킵법)은 층을 쌓는 방법이 아니라 용착 순서를 정하는 방법이다.

전둘레 용접선을 두께 $t = 1$인 선으로 보면 극단면계수는 $Z_p = \dfrac{\pi d^2 t}{2} = \dfrac{\pi \times 100^2}{2} = 15708\,\mathrm{mm^3}$이다.
$T = 1500\,\mathrm{kgf \cdot m} = 1.5 \times 10^{6}\,\mathrm{kgf \cdot mm}$이므로
$\tau = \dfrac{T}{Z_p} = \dfrac{1.5 \times 10^{6}}{15708} \approx 95.5\,\mathrm{kgf/mm^2}$다.

연신율은 $\varepsilon = \dfrac{L_1 - L_0}{L_0} \times 100$으로 구한다. $\dfrac{79 - 50}{50} \times 100 = 58\%$다.

피로강도를 높이려면 냉간가공 등으로 기계적 강도를 오히려 높여야 하므로 강도를 낮추라는 설명은 틀렸다. 잔류응력 완화, 단면이 급변하는 부분 제거, 응력집중부를 피한 이음 배치는 모두 옳은 방법이다.

굽힘모멘트는 $M = PL = 500 \times 1200 = 6 \times 10^{5}\,\mathrm{kgf \cdot mm}$이고, 불용착부를 뺀 용접부 단면 2차 모멘트는
$I = \dfrac{\ell \left[t^3 - (t-2h)^3\right]}{12} = \dfrac{240(36^3 - 12^3)}{12} = 8.99 \times 10^{5}\,\mathrm{mm^4}$다.
단면계수 $Z = \dfrac{I}{t/2} = 49920\,\mathrm{mm^3}$이므로
$\sigma = \dfrac{6 \times 10^{5}}{49920} \approx 12\,\mathrm{kgf/mm^2}$다.

피닝은 용접부를 두드려 소성변형을 주어 잔류응력 완화·변형 경감·균열 방지를 노리는 방법이다. 다만 두드리면 가공경화가 일어나 인성은 오히려 떨어지므로 인성 증가는 피닝의 목적이 될 수 없다.

용접선을 선으로 보면 단면적은 $a t$이고 중립축까지 거리가 $d$이므로, 자체 단면 2차 모멘트를 무시한 평행축 정리로 $I = A d^2 = a t d^2$가 된다. 용접두께를 $t = 1$로 보면 $I = a d^2$이다.

탐촉자를 경사지게 놓아 초음파를 비스듬히 입사시키고 저면에서 반사시켜 용접부 결함을 잡는 방식이므로 사각 탐상법이다. 수직 탐상법은 탐촉자를 표면에 수직으로 대는 방식이라 덧살이 남은 용접부에는 적용하기 어렵다.

필릿 용접이음은 겹친 부분에 틈새가 남아 부식에 더 취약하므로, 맞대기 이음이 부식에 크게 영향을 받는다는 설명은 틀렸다. 필릿은 정밀도가 덜 필요해 공작이 쉬운 대신 결함이 생기기 쉽고, 맞대기는 용착량이 많아 변형·잔류응력이 크다.

구속법에서는 홈 각도와 루트 간격을 용접이 가능한 범위에서 최소로 해야 용착량과 수축량이 줄어 변형이 작아진다. 스트롱 백 사용, 동판을 조합한 구속 지그, 잭이나 중량물로 누르는 것은 모두 옳은 구속법이다.

굽힘시험은 용접부를 구부려 표면에 균열이 생기는지 보는 시험으로, 연성 결함을 간단히 확인할 수 있어 용접사 기량검정에 널리 쓰인다. 압력·피로·초음파 시험은 기량 점검용으로 쓰지 않는다.

용접부 초음파 탐상에는 통상 0.5~15 MHz 범위의 주파수를 쓴다. 주파수가 높을수록 분해능은 좋아지지만 감쇠가 커져 두꺼운 강재에서는 투과가 어렵기 때문이다.

아크 쏠림은 직류 용접에서 용접 전류가 만드는 자기장이 한쪽으로 치우칠 때 생기는 현상이다. 따라서 자기장 방향이 계속 바뀌는 교류로 바꾸는 것이 대책이지, 교류 대신 직류를 쓰는 것은 오히려 쏠림을 키운다. 후퇴 용접법, 짧은 아크 유지, 접지점을 용접부에서 멀리하기는 모두 정상적인 방지책이다.

1차측 전류는 1차 입력을 입력 전압으로 나눠 구한다. $I_1=\dfrac{25{,}000\,\mathrm{VA}}{200\,\mathrm{V}}=125\,\mathrm{A}$이므로 안전 스위치에는 이 값에 맞춘 125A 퓨즈를 붙인다.

돌기용접은 미리 가공한 돌기가 그대로 통전점이 되므로 돌기의 크기·높이·위치 정밀도가 높아야 균일한 용접이 된다. 정밀도가 낮으면 전류가 한쪽 돌기로 몰려 접합 품질이 흐트러진다. 평평한 넓은 전극을 쓰므로 전극 수명이 길고, 열용량이 다른 재료도 돌기 크기를 조절해 접합할 수 있다.

내균열성은 저수소계 → 일미나이트계 → 고셀룰로스계 → 고산화티탄계 순으로 낮아진다. 티탄계(E4313)는 피복제의 산화티탄이 많아 비드 외관과 작업성은 뛰어나지만 용착금속의 연성이 낮아 균열에 가장 약하다.

전안염(전기성 안염)은 아크에서 나오는 자외선이 각막·결막을 상하게 해 생기므로 주 요인은 아크 빛이다. 슬래그 비산과 스패터는 화상·이물 재해, 감전은 전격 재해로 눈 염증의 원인이 아니다.

서브머지드 아크 용접은 분말 용제를 미리 뿌려 놓고 그 속에서 아크를 내므로 용제가 흘러내리지 않는 아래보기·수평 필릿 자세로 제한된다. 전자세 용접은 불가능하다. 아크가 용제에 묻혀 흄과 아크광이 적고, 와이어에 대전류를 걸 수 있어 능률이 높다.

산화티탄은 아크 안정제이자 슬래그 생성제이지 탈산제가 아니다. 탈산제는 용융지의 산소와 결합해 산소를 빼내는 규소철(Fe-Si)·망간철(Fe-Mn)·알루미늄 등이 쓰인다.

후진법은 불꽃이 이미 용접된 비드 쪽을 향해 열이 좁은 범위에 집중되므로 용접 변형이 작다. 그래서 열이용률이 좋고 용접속도가 빠르며 두꺼운 판까지 용접할 수 있어, 변형이 크다는 설명이 틀렸다.

허용 사용률은 $\text{허용 사용률}=\left(\dfrac{\text{정격 2차 전류}}{\text{실제 용접 전류}}\right)^2\times\text{정격 사용률}$로 구한다. 대입하면 $\left(\dfrac{200}{150}\right)^2\times 50=1.78\times 50\fallingdotseq 89\%$로 약 90%다.

두 모재를 맞대고 상대운동시켜 얻은 마찰열로 압접 온도에 이르게 한 뒤, 회전을 멈추고 압력을 가해 업셋시키는 것이 마찰 용접이다. 초음파 용접은 고주파 진동 에너지, 냉간 압접은 상온의 가압만, 저항 용접은 전기 저항열을 이용한다.

냉간 압접은 상온에서 큰 소성변형을 주어 새로 드러난 금속면끼리 붙이는 방식이라 알루미늄·구리 같은 연질 금속에 적합하고 철강은 변형 저항이 커서 어렵다. 열을 쓰지 않아 열영향부가 없고, 소성변형으로 접합부가 가공경화되며 전기저항은 모재와 거의 같다.

고산화티탄계 E4313의 설명이다. 아크가 안정되고 스패터가 적으며 슬래그 박리성이 좋아 비드 표면이 곱지만, 용착금속의 연성이 낮아 고온 균열이 생기기 쉬워 일반 경구조물에 주로 쓴다. E4316은 저수소계로 내균열성이 가장 좋다.

TIG 전극은 대전류를 흘려도 스스로 발열해 소모되지 않아야 하므로 전기 저항률이 작아야 한다. 전극의 요구 조건은 높은 융점, 좋은 열전도성, 전자 방출이 쉬울 것이며, 텅스텐이 이 조건을 만족한다.

교류 아크 용접기의 무부하 전압을 25~30V로 낮춰 두었다가 용접봉이 모재에 닿는 순간에만 릴레이가 작동해 정상 전압을 걸어 주는 안전장치가 전격방지 장치다. 핫 스타트 장치는 아크 발생 초기에 큰 전류를 흘려 시동을 돕는 장치로 목적이 다르다.

점 용접의 최소 피치는 판이 얇을수록 짧아지며, 두께 0.4~0.6mm의 연강판에서는 8~10mm 정도가 표준이다. 피치가 이보다 좁으면 이미 찍은 점으로 전류가 새는 분류 현상 때문에 너깃이 제대로 형성되지 않는다.

CO2 아크 용접은 와이어를 연속으로 보내 남는 토막이 없고 슬래그도 거의 없어 용착효율이 높다. 피복 아크 용접은 용접봉 끝 토막(스터브)이 버려져 효율이 낮다. 용착속도·용입·작업능률도 모두 CO2 쪽이 우수하다.

심 용접은 롤러 전극으로 연속 점용접을 하는 저항 용접으로 맞대기 심·포일 심·매시 심 등이 있다. 프로젝션(돌기) 용접은 심 용접과 별개인 저항 용접법이므로 프로젝션 심 용접이라는 종류는 존재하지 않는다.

산소 용기 각인에서 FP가 최고 충전 압력을 나타낸다. TP는 내압시험 압력, V는 내용적, W는 용기 질량을 뜻한다.

가동 철심형은 가동 철심을 넣고 빼면서 누설자속을 조절하므로 미세한 전류 조정이 가능하다. 다만 조정 범위가 좁고, 철심을 중간 이상 빼내면 아크가 불안정해지기 쉬우며 현장에서 가장 널리 쓰인다.

유도 가열 용접(고주파 유도 압접)은 유도 전류로 이음부를 가열한 뒤 압력을 가해 접합하므로 압접이다. 산소-수소 용접, 스터드 용접, 전자 빔 용접은 모두 모재를 녹여 붙이는 융접에 속한다.