[용접기사 필기] 05년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

테이퍼 $\dfrac{1}{30}$은 지름의 변화 비율이므로, A에서 B까지 150mm 구간에서 지름은 $150\times\dfrac{1}{30}=5\,\mathrm{mm}$ 변한다. 다이얼 게이지는 위쪽 한쪽 면만 훑으므로 지시 눈금의 차는 그 절반인 2.5mm이다.

구성인선은 칩이 공구 경사면에 눌어붙어 생기므로, 윗면 경사각을 크게 해 칩이 잘 흘러나가게 하고 절삭속도를 높여 임계속도(약 120 m/min) 이상으로 올리면 방지된다. 절삭깊이와 이송을 크게 하거나 경사각을 작게 하면 오히려 구성인선을 조장한다.

단동 척은 4개의 조가 각각 따로 움직이므로 조를 하나씩 조정해 단면이 불규칙하거나 대칭이 아닌 공작물의 중심을 맞출 수 있고 파지력도 크다. 연동 척은 3개 조가 동시에 움직여 원형·정삼각형 등 대칭 공작물에만 쓴다.

펠로즈 기어 셰이퍼는 피니언형 커터가 상하 왕복하며 창성 절삭하므로 커터가 기어 안쪽으로 들어갈 수 있어 내접기어 가공이 가능하다. 호빙머신은 호브가 바깥에서 접근해야 해 내접기어를 깎을 수 없고, Maag식은 랙형 커터를 쓰는 외접기어용이다.

방전가공 전극은 융점이 높아 소모가 적고 전기전도도가 좋은 재료라야 하므로 구리·황동·흑연·텅스텐 등을 쓴다. 알루미늄은 융점이 660℃로 낮아 방전열에 쉽게 소모·변형되므로 전극 재질로 쓰지 않는다.

정극성·역극성은 직류 아크 용접에서 모재와 용접봉 중 어느 쪽을 (+)극에 연결하는지를 가리키는 말이다. 저항용접은 접촉저항에서 나는 줄열로 접합하고 보통 교류를 쓰므로 극성 개념 자체가 없다. 박판은 모재 쪽 입열이 적은 역극성이 유리하다는 설명은 옳다.

코어 프린트는 코어를 주형 안에서 제 위치에 고정하기 위해 코어의 실제 필요 치수보다 길게 만든 연장부이며, 주형에는 이에 맞는 지지좌가 생긴다. 코어 서포트(채플릿)는 프린트만으로 지지가 부족할 때 추가로 받쳐 주는 금속 받침이다.

주물의 응고시간은 추보리노프(Chvorinov) 법칙에 따라 체적을 표면적으로 나눈 모듈러스의 제곱에 비례하므로 $t\propto\left(\dfrac{V}{S}\right)^{2}$이다. 즉 부피에 비해 방열 면적이 작을수록 응고가 느려진다.

인발은 다이 구멍으로 소재를 잡아당겨 지름을 줄이는 가공이므로 단면감소율·다이 각도·윤활법·역장력이 인발력과 제품 품질을 좌우하는 주요 인자가 된다. 특히 역장력은 다이의 마멸을 줄이려고 소재 뒤쪽에 거는 힘이다.

정면 밀링 커터는 외주와 정면(단면) 모두에 절삭날이 있어 커터 축에 수직인 넓은 평면을 능률적으로 깎는다. 메탈 소는 절단용, 총형 커터는 특정 윤곽 성형용, 플라이 커터는 날이 하나뿐인 시제작용이다.

나사산을 100% 물리면 드릴 지름은 골지름 $A-2h$가 된다. 나사산 높이의 75%만 물리면 한쪽에서 파고드는 깊이가 $0.75h$이므로 $A-2(0.75h)=A-\dfrac{3}{2}h$가 탭 드릴 지름이다.

맨드릴(심봉)은 이미 뚫린 구멍에 끼워 공작물을 지지하는 축으로, 구멍을 기준으로 바깥지름을 동심이 되게 깎을 때 쓴다. 구멍 때문에 센터를 직접 물릴 수 없고 척으로 잡기도 곤란한 기어 소재·부시·풀리류 가공에 적합하다.

강 속의 황은 융점이 낮은 $\mathrm{FeS}$를 만들어 결정립계에 편석하므로, 단조·압연 온도인 900~1200℃에서 이 부분이 먼저 녹아 갈라지는 적열취성을 일으킨다. 이를 막으려면 Mn을 넣어 MnS로 바꾼다. 냉간취성의 원인은 인(P)이다.

해머의 운동에너지에 효율을 곱하면 $E=\eta\cdot\dfrac{Wv^{2}}{2g}$이다. 대입하면 $E=0.9\times\dfrac{10\times 10^{2}}{2\times 9.8}=0.9\times 51.0=45.9$이므로 약 46이다. 단조높이 변화량 h는 이 계산에 쓰이지 않는다.

플라즈마 제트는 재료의 기계적 성질과 무관하게 초고온으로 녹여 날려 버리는 열가공이므로, 오히려 절삭성이 나쁜 난삭재에 유리하다. 절삭성이 좋은 재료에만 응용된다는 설명이 옳지 않다.

코킹은 리벳으로 겹쳐 이은 판의 이음매와 리벳 머리 둘레를 정(끌)으로 때려 눌러 밀착시켜 기밀·수밀을 확보하는 작업이다. 보기 4의 수압시험은 기밀 여부를 확인하는 시험일 뿐 코킹이 아니며, 코킹 후 폭이 넓은 끌로 다시 때리는 것은 플러링이라 한다.

연삭비는 숫돌이 닳은 양에 견주어 얼마나 많이 깎아 냈는지를 나타내는 값으로 $\text{연삭비}=\dfrac{\text{연삭된 칩의 체적}}{\text{숫돌의 마멸 체적}}$이다. 무차원 비이므로 백분율로 쓰지 않으며, 값이 클수록 숫돌 소모 대비 연삭 능률이 좋다.

측정기와 피측정물의 열팽창 조건을 통일하기 위해 KS와 ISO는 표준 측정 온도를 20℃로 규정한다. 게이지 블록 같은 길이 기준기의 호칭 치수도 20℃에서의 값으로 정의된다.

칼로라이징은 강 표면에 알루미늄을 확산 침투시켜 치밀한 $\mathrm{Al_2O_3}$ 피막을 만드는 금속침투법이므로, 목적은 내식성과 고온 내산화성 향상이다. Cr을 넣는 크로마이징, Zn의 세라다이징도 같은 계열의 표면 처리다.

굽힘응력은 $\sigma=\dfrac{M}{I}y$로 중립축에서의 거리 $y$에 직선 비례한다. 따라서 중립축에서는 항상 0이고 상·하 표면에서 인장·압축의 최대값이 된다.

B점의 하중은 보 축과 30°를 이루므로 처짐을 만드는 것은 수직 분력 $P\sin 30^{\circ}=\dfrac{P}{2}$뿐이고, 수평 분력은 축력만 준다. 자유단에 집중하중을 받는 외팔보의 최대 처짐이 $\dfrac{Pl^{3}}{3EI}$이므로 $\delta=\dfrac{(P/2)l^{3}}{3EI}=\dfrac{Pl^{3}}{6EI}$이다.

포아송 비는 세로변형률에 대한 가로변형률의 비이므로 $\mu=\dfrac{\delta d/d}{\delta l/l}=\dfrac{0.00005/20}{0.0016/200}$이다. 계산하면 $\dfrac{2.5\times 10^{-6}}{8\times 10^{-6}}=0.3125=\dfrac{1}{3.2}$이다.

안전율 4를 적용하면 허용응력은 $\sigma_a=\dfrac{360}{4}=90\,\mathrm{MPa}$이므로 필요 단면적은 $A=\dfrac{1800}{90}=20\,\mathrm{mm^{2}}$이다. 따라서 $d=\sqrt{\dfrac{4A}{\pi}}=\sqrt{\dfrac{80}{\pi}}\approx 5.05\,\mathrm{mm}$이다.

자중만으로 늘어나는 매단 봉은 아래 끝에서 $x$만큼 위 단면의 응력이 $\sigma=\gamma x$이고 변형에너지 밀도는 $u=\dfrac{\sigma^{2}}{2E}$이다. 전체는 $U=\displaystyle\int_{0}^{L}\dfrac{(\gamma x)^{2}}{2E}A\,dx=\dfrac{\gamma^{2}AL^{3}}{6E}$이므로 부피 $AL$로 나누면 단위 부피당 $\dfrac{\gamma^{2}L^{2}}{6E}$이다.

비틀림 모멘트는 유효장력에 풀리 반지름을 곱한 값이므로 $T=F\times\dfrac{D}{2}$이다. 대입하면 $T=2000\times 0.15=300\,\mathrm{N\cdot m}$이다.

지름 2d 부분은 단면적 $4A$에 길이 $l-\dfrac{l}{4}=\dfrac{3l}{4}$, 지름 d 부분은 단면적 $A$에 길이 $\dfrac{l}{4}$이다. 단면별로 $U=\sum\dfrac{P^{2}L}{2AE}$를 더하면 $\dfrac{P^{2}(3l/4)}{2(4A)E}+\dfrac{P^{2}(l/4)}{2AE}=\dfrac{3P^{2}l}{32AE}+\dfrac{4P^{2}l}{32AE}=\dfrac{7P^{2}l}{32AE}$이다.

일단고정·타단지지보에 등분포하중이 걸리면 지지단 반력이 $\dfrac{3ql}{8}$이므로 $M(x)=\dfrac{3ql}{8}x-\dfrac{qx^{2}}{2}$이다.
지지단에서 0, $x=\dfrac{3l}{8}$에서 정(+)의 최대 $\dfrac{9ql^{2}}{128}$, $x=\dfrac{3l}{4}$에서 다시 0을 지나 고정단에서 더 큰 부(−)의 최대 $\dfrac{ql^{2}}{8}$가 된다.
지지단 쪽에 포물선 정모멘트가 넓게 뜨고 고정단에서 크게 음으로 꺾이는 선도가 이에 해당한다.

허용응력은 $\dfrac{250}{2}=125\,\mathrm{MPa}$이므로 필요 단면적은 $A=\dfrac{1000\times 10^{3}}{125}=8000\,\mathrm{mm^{2}}$이다.
두께가 $\dfrac{d}{8}$이면 안지름이 $d-2\times\dfrac{d}{8}=0.75d$이므로
$A=\dfrac{\pi}{4}\left(d^{2}-0.5625d^{2}\right)=0.3436\,d^{2}$이고,
$d=\sqrt{\dfrac{8000}{0.3436}}\approx 153\,\mathrm{mm}$이다.

반원 부재를 지간 $2R$의 단순보로 보면 하중 P는 A에서 $1.5R$ 떨어져 있으므로 $R_A=\dfrac{P(2R-1.5R)}{2R}=0.25P$이다. C점은 중심에서 60° 위치라 A로부터의 수평거리가 $R-R\cos 60^{\circ}=0.5R$이므로, 왼쪽 자유물체의 내부 모멘트는 $M_C=0.25P\times 0.5R=\dfrac{PR}{8}$이다.

대칭이므로 두 지점 반력은 각각 $\dfrac{5+5+2\times 2}{2}=7\,\mathrm{kN}$이다. 지점 단면에서는 내민 부분의 하중만 작용해 $|M|=5\times 1=5\,\mathrm{kN\cdot m}$이고, 중앙에서는 $-5\times 2+7\times 1-2\times 1\times 0.5=-4\,\mathrm{kN\cdot m}$에 그친다. 따라서 최대 굽힘모멘트는 5 kN·m이다.

축하중을 받는 봉의 탄성에너지는 $U=\dfrac{P^{2}L}{2AE}$이고, 원형 단면은 $A=\dfrac{\pi d^{2}}{4}$이다. 대입하면 $U=\dfrac{P^{2}L}{2E}\times\dfrac{4}{\pi d^{2}}=\dfrac{2P^{2}L}{\pi E d^{2}}$이다.

한쪽 지점에만 우력 $M_0$가 작용하는 단순보의 처짐 곡선은 $y=\dfrac{M_0 x(l^{2}-x^{2})}{6EIl}$이다. 중앙값 $x=\dfrac{l}{2}$를 넣으면 $y=\dfrac{M_0 l^{2}}{16EI}$이다.

0°·45°·90°의 직각 로제트이므로 $\varepsilon_x=100\times 10^{-6},\ \varepsilon_y=900\times 10^{-6}$이고 $\gamma_{xy}=2\varepsilon_b-(\varepsilon_a+\varepsilon_c)=-600\times 10^{-6}$이다.
주변형률은
$\varepsilon_{1,2}=\left[500\pm\sqrt{400^{2}+300^{2}}\right]\times 10^{-6}=(500\pm 500)\times 10^{-6}$
이므로 $\varepsilon_1=10^{-3},\ \varepsilon_2=0$이다.

벨트 속도는 $v=\dfrac{\pi DN}{60}=\dfrac{\pi\times 0.4\times 1200}{60}=25.13\,\mathrm{m/s}$이다. 원심력에 의한 인장응력은 벨트 두께와 무관하게 $\sigma=\dfrac{\gamma v^{2}}{g}=\dfrac{9810\times 25.13^{2}}{9.81}=6.32\times 10^{5}\,\mathrm{Pa}$, 즉 약 632 kPa이다.

양단 고정이므로 오일러 좌굴하중은 $P_{cr}=\dfrac{4\pi^{2}EI}{L^{2}}$이고, 안전율 5이면 $P_{cr}=5\times 100=500\,\mathrm{kN}$이어야 한다.
연강의 $E=210\,\mathrm{GPa}$를 쓰면
$I=\dfrac{500\times 10^{3}\times 3^{2}}{4\pi^{2}\times 210\times 10^{9}}=5.43\times 10^{-7}\,\mathrm{m^{4}}$이고,
$d=\sqrt[4]{\dfrac{64I}{\pi}}\approx 0.0577\,\mathrm{m}$이므로 5.77 cm이다.

단순 지지보 전 길이에 등분포하중이 작용하면 최대 처짐은 중앙에서 생기고 $\delta_{max}=\dfrac{5\omega l^{4}}{384EI}$이다. 하중이 길이 전체에 깔리므로 처짐은 길이의 4제곱에 비례하며, 이 점에서 $l^{3}$인 보기들은 차원이 맞지 않는다.

얇은 원통 압력용기의 주응력은 원주방향 $\sigma_1=\dfrac{Pr}{t}$, 축방향 $\sigma_2=\dfrac{Pr}{2t}$, 반경방향 $\sigma_3\approx 0$이다. 3차원 상태의 절대 최대 전단응력은 최대·최소 주응력 차의 절반이므로 $\tau_{max}=\dfrac{\sigma_1-\sigma_3}{2}=\dfrac{Pr}{2t}$이다.

양단 고정축이라 두 구간의 비틀림각이 같다. $\dfrac{T_1 l_1}{GI_{p1}}=\dfrac{T_2 l_2}{GI_{p2}}$에서 $\dfrac{T_1}{T_2}=\dfrac{l_2}{l_1}\left(\dfrac{D_1}{D_2}\right)^{4}=\dfrac{10}{40}\times\left(\dfrac{8}{4}\right)^{4}=0.25\times 16=4$이다.

조건이 $\sigma_b=2\tau$이므로 평면응력의 최대 전단응력은 $\tau_{max}=\sqrt{\left(\dfrac{\sigma_b}{2}\right)^{2}+\tau^{2}}=\sqrt{\tau^{2}+\tau^{2}}=\sqrt{2}\,\tau$이다. 이를 수직응력으로 나누면 $\dfrac{\sqrt{2}\,\tau}{2\tau}=\dfrac{1}{\sqrt{2}}$배이다.

용접 입열은 $H=\dfrac{60EI}{v}\ (\mathrm{J/cm})$이므로 속도는 $v=\dfrac{60EI}{H}$로 구한다. $v=\dfrac{60\times 25\times 200}{20000}=15$이므로 15cm/min이다.

A1 변태는 약 723℃에서 일어나는 공석변태로, 오스테나이트가 페라이트와 시멘타이트의 층상 조직인 펄라이트로 바뀌는 반응이다. 즉 Austenite ⇆ Pearlite다. 오스테나이트에서 페라이트가 석출되는 A3 변태와 구분해야 한다.

금속 강화법은 전위 이동을 방해해 강도를 올리는 수단으로 고용강화·가공경화·열처리(석출·변태)강화가 대표적이다. 용융은 금속을 녹여 기존 조직을 없애는 과정이므로 강화 수단이 될 수 없다.

Ni는 저온 인성을 크게 높이고, Mn은 황을 MnS로 고정하며 결정립을 미세화하고, Ti는 질소를 고정하고 결정립을 미세화해 노치취성을 억제한다. 반면 Cr은 경화능을 높여 열영향부를 경화시키고 천이온도를 올리므로 노치취성을 오히려 조장한다.

심냉처리는 담금질 후 남은 잔류 오스테나이트를 0℃(실온) 이하로 냉각해 마텐자이트로 변태시키는 처리다. 경도를 높이고 시효에 따른 치수 변화를 막는 것이 목적이다. 1번은 뜨임, 2번은 풀림, 3번은 불림 설명이다.

용접 입열은 $H=\dfrac{60EI}{v}$이므로 $H=\dfrac{60\times 25\times 100}{10}=15000$, 즉 15000 joule/cm이다. 전압·전류가 같아도 용접속도가 빠를수록 입열은 반비례로 줄어든다.

알루미늄에는 탄소가 들어 있지 않으므로 탄소 때문에 기공이 생긴다는 설명은 성립하지 않는다. 실제 난점은 열전도(온도확산율)가 커서 국부가열이 어렵고, 열팽창이 커서 변형·잔류응력이 크며, 용융 시 수소 용해도가 급변해 기공이 생기기 쉽다는 점이다.

지연균열은 용접 후 수 시간~수십 시간 뒤에 나타나는 저온균열로, 확산성 수소가 경화조직·구속응력과 겹쳐 일어난다. 고온균열은 S·P 등 저융점 불순물, 비드 밑 균열도 수소가 주된 인자여서 나머지 짝은 맞지 않는다.

응축계 상률 $F=C-P+1$에서 순금속은 성분수 $C=1$이고, 융점에서는 고상과 액상이 공존하므로 $P=2$다. 따라서 $F=1-2+1=0$으로 자유도는 0이며, 이 때문에 순금속의 융점은 일정 온도로 고정된다.

라멜라 테어는 판두께 방향으로 큰 구속력을 받을 때 압연으로 길게 늘어난 비금속 개재물(MnS 등)을 따라 계단형으로 갈라지므로 압연방향과 평행하게 전파한다. 용착금속이 아니라 모재에서, 구속이 큰 후판 T이음·모서리이음에서 주로 발생한다.

열영향부가 나빠지는 원인은 급랭에 의한 경화조직과 잔류 수소이므로, 예열과 후열로 냉각속도를 늦추고 수소를 방출시키는 것이 기본 대책이다. 냉각속도를 높이면 마텐자이트가 늘어 경화·균열이 오히려 심해진다.

강재 용접부의 응력제거 풀림은 변태가 일어나지 않으면서 항복강도가 충분히 낮아지는 600~650℃로 가열·유지한 뒤 서랭한다. 300~400℃ 이하에서는 잔류응력이 거의 풀리지 않는다.

용융금속은 과냉된 액상에서 결정핵이 발생하고, 그 핵이 수지상으로 성장한 뒤 서로 부딪쳐 결정입계(결정계)가 형성되는 순서로 응고한다. 성장이나 입계 형성이 핵 발생보다 앞설 수는 없다.

수소는 확산해 모이면서 압력과 취화를 일으키므로 저온균열·기공·은점의 직접 원인이 된다. 고온균열은 응고 말기 입계에 남는 S·P 등 저융점 불순물과 응고수축·구속이 원인이어서 수소와는 관련이 적다.

연강을 0℃ 이하에서 용접할 때는 이음 양쪽 약 100mm 폭을 40~70℃로 예열해 급랭에 의한 저온균열을 막는다. 연강은 탄소당량이 낮아 이 정도의 낮은 예열로 충분하다.

아세틸렌의 완전연소는 $\mathrm{C_2H_2}+2.5\,\mathrm{O_2}\rightarrow 2\mathrm{CO_2}+\mathrm{H_2O}$로, 산소가 2.5몰(2½) 필요하다. 나머지 보기는 산소량이 부족하거나 프로판·메탄의 연소식이다.

마퀜칭은 Ms점 부근 열욕에 담가 온도를 균일하게 한 뒤 냉각하는 강의 항온 담금질법이다. 알루미늄 합금은 동소변태가 없어 용체화 처리 → 시효(자연·인공)와 풀림으로 성질을 조절한다.

페라이트는 탄소 고용량이 극히 적은 α철 조직으로 연성이 크고 인장강도가 낮으며, 상온에서 강자성을 띠고 파면이 백색이다. 시멘타이트는 매우 단단하고 취약하며, 오스테나이트는 상온에서 안정하지 않고 비자성이다.

언더 비드 균열은 확산성 수소 + 경화조직 + 구속응력이 겹칠 때 생기는 저온균열이므로, 담금질성이 커서 열영향부가 잘 경화되는 저합금 고장력강에서 가장 많이 발생한다. 강도가 낮은 강은 열영향부 경화가 작아 발생이 적다.

고온(응고)균열은 응고 말기 입계의 저융점 불순물과 수축응력으로 생기므로 S 함량 저감, 전류(입열) 저감, 비드 폭과 용입 깊이의 비 개선이 대책이다. 예열은 냉각속도를 늦춰 저온균열을 막는 방법이며, 고온균열에는 효과가 없고 오히려 조장할 수 있다.

쇼어 경도는 일정 높이에서 떨어뜨린 다이아몬드 해머의 반발 높이로 나타내는 동적 경도다. 브리넬·비커스는 압입 자국의 면적, 로크웰은 압입 깊이로 구하는 정적 경도계다.

비석법(스킵법)은 용접선이 길 때 비드를 이어 놓지 않고 일정 간격씩 건너뛰어 놓아 열이 한곳에 집중되지 않게 하는 변형 경감법이다. 1번은 다층 쌓기(빌드업), 2번은 젖은 석면 등을 쓰는 냉각법 설명이다.

가접은 본용접 전의 임시 고정이므로 강도상 중요한 이음이나 응력 집중부에는 하지 않는 것이 원칙이며, 부득이하면 본용접 시 완전히 깎아내고 다시 용접한다. 본용접보다 가는 용접봉을 쓰고 루트 간격을 규정 치수로 유지하는 것은 옳은 주의사항이다.

강 용접부의 열영향부는 융합선 쪽부터 조립역 → 세립역 → 입상(구상 펄라이트)역으로 구분한다. 인화역은 열영향부 조직 구분에 쓰이지 않는 용어다.

급냉 시 잔류응력은 최고 가열온도가 높을수록 커지지만, 변태점(약 700℃)을 넘으면 냉각 중 일어나는 변태팽창이 수축을 상쇄해 오히려 줄어든다. 따라서 잔류응력은 변태가 시작되기 직전인 700℃ 부근에서 최대가 된다.

점용접·심용접·프로젝션 용접은 겹친 판을 통전·가압해 붙이는 저항용접 계열이라 도면 기호도 같은 계통으로 표시한다. 플러그 용접만 한쪽 판에 뚫은 구멍을 용착금속으로 메우는 아크용접이어서 기호가 다르다.

용접성 시험은 그 재료가 용접에 적합한지를 보는 시험으로 노치취성·용접연성·용접균열·용접경화성 시험 등이 여기 속한다. 천공 시험은 용접성 시험 항목에 없다.

맞대기 용접부의 목두께는 덧살을 뺀 모재 두께이며, 두께가 다르면 얇은 쪽 판 두께가 강도를 지배한다. 그림은 $t_1 \lt t_2$이므로 목두께는 t1이다.

피스코(Fisco) 균열 시험법은 구속된 시험편에 비드를 놓아 응고 중 생기는 고온균열을 평가하는 대표적 시험이다. CTS·슬릿형(리하이)·크랜필드 시험은 확산성 수소에 의한 저온균열을 보는 시험이다.

안전율은 인장강도 ÷ 허용응력, 즉 $n=\dfrac{\sigma}{\sigma_\omega}$로 정의된다. 이를 인장강도에 대해 정리하면 $\sigma=n\,\sigma_\omega$가 된다.

겹치기 필릿 용접은 앞뒤 2개소이고 목두께가 $0.707h$이므로 $\sigma=\dfrac{P}{2\times 0.707\,h\,\ell}$이다. 다리길이 $h=25\,\mathrm{mm}$를 넣으면 $\ell=\dfrac{8600}{2\times 0.707\times 25\times 7}=34.7$이므로 필요한 용접길이는 34.7mm다.

에너지 밀도가 높을수록(전자빔·레이저) 적은 입열로 순간에 녹여 주변으로 퍼지는 열이 적으므로 열영향부 폭은 좁아진다. 반대로 가스용접처럼 에너지 밀도가 낮으면 열영향부가 넓어지며, 최고온도 분포를 바꾸면 폭도 조절된다.

용접봉 비용은 실제로 사용한 양에 단가를 곱한 값이므로 용접봉 사용량 × 용접봉 단가다. 용착율은 사용량 중 용착금속이 되는 비율일 뿐이어서 가격 계산에 곱하지 않는다.

잔류응력은 구속 조건과 열수축 이력으로 결정되므로 이음형상·용접입열·용접순서가 직접 영향을 준다. 용가재는 용착금속의 성분과 강도에 관계할 뿐 잔류응력의 크기를 좌우하는 인자는 아니다.

열확산도는 열전도율을 밀도·비열로 나눈 값으로, 금속 중 Cu가 약 $1.1\ \mathrm{cm^2/s}$로 가장 크고 W·Mo·Fe 순으로 작아진다. 그래서 구리는 열이 빨리 달아나 국부가열이 어렵고 예열이 필요하다.

용접봉은 스패터·꽁다리(스터브)·슬래그로 일부가 손실되므로, 손실률을 $L$이라 하면 실제 남아 용착되는 비율은 $1-L$이다. 따라서 소요 중량은 용착금속 중량을 그 비율로 나눈 $W=\dfrac{S}{1-L}$이며, 손실이 클수록 소요량이 커진다.

현장 용접은 자세·환경·품질관리가 불리해 결함이 생기기 쉬우므로 설계 단계에서 가능한 한 줄이고 공장 용접으로 돌린다. 잔류응력 저감, 피로파괴 대책, 용접성이 좋은 재료 선택은 모두 옳은 고려사항이다.

맞대기 이음의 인장응력은 $\sigma=\dfrac{P}{h\,\ell}$로 구하며, 그림에서 하중은 2500kgf다. $\sigma=\dfrac{2500}{10\times 150}=1.67$이므로 약 1.7kgf/mm2이다.

지그는 공작물을 돌려가며 아래보기 등 쉬운 자세로 용접하게 해주는 장치이므로 쉽게 움직일 수 없어야 한다는 설명은 틀렸다. 변형을 막는 충분한 강성, 탈부착과 청소의 편리성은 옳은 선택기준이다.

라미네이션은 강괴의 기포와 황화물(MnS) 등 비금속 개재물이 압연으로 늘어나 층상으로 갈라진 결함이므로 황(S)과 가장 관계가 깊다. 가열되면 이 층을 따라 벌어져 표면이 부풀거나 갈라진다.

전자빔 용접은 고전압으로 가속한 전자가 모재에 충돌하면서 X선이 발생하므로 납 차폐 등 방호가 필요하다. 일렉트로 슬래그·초음파·플라즈마 용접은 전자를 고전압으로 가속하지 않아 X선이 나오지 않는다.

내균열성은 확산성 수소가 가장 적고 염기도가 높은 저수소계가 가장 우수하고, 그 다음이 일미나이트계, 티탄(고산화티탄)계가 가장 낮다. 티탄계는 아크가 안정하고 비드 외관이 좋지만 균열에는 약하다.

서브머지드 아크용접은 입상 플럭스 속에 아크가 잠겨 아크도 가스도 보이지 않고, 대전류를 쓸 수 있어 두꺼운 판도 단층(1패스)으로 용접한다. TIG·MIG·CO2 용접은 아크가 밖으로 드러난다.

허용 사용률은 $\left(\dfrac{\text{정격 2차 전류}}{\text{실제 전류}}\right)^{2}\times \text{정격 사용률}$로 구한다. $\left(\dfrac{300}{220}\right)^{2}\times 40=74.4$이므로 74.4%다.

서브머지드 아크용접기의 헤드는 심선 송급장치, 콘택트 조오(팁), 전압 제어장치로 구성된다. 가이드 레일은 용접 헤드를 실은 주행대차가 따라 움직이는 장치라 헤드 구성품이 아니다.

아크 광선(자외선)에 의한 가벼운 눈 염증은 찬물로 찜질해 열감과 통증을 가라앉히고 안정을 취하는 것이 응급조치다. 비눗물이나 그리스를 바르면 자극과 감염을 키운다.

9% Ni강은 Ms점이 매우 낮아 낮은 온도에서 마텐자이트 변태가 일어나므로, 변태팽창이 그 뒤에 남은 수축을 가장 크게 상쇄한다. 연강은 높은 온도에서 변태가 끝나 팽창분이 이후의 수축으로 대부분 상쇄돼 버린다.

피복아크 용접봉 규격에서 우리나라·미국은 electrode의 E를 쓰지만, 일본(JIS)은 D를 붙여 D4301로 표기한다. 뒤의 43은 용착금속의 최소 인장강도(kgf/mm2), 01은 피복제 계통을 뜻한다.

교류 용접기는 감전 위험이 문제될 만큼 무부하 전압이 직류보다 높다(대개 70~80V). 구조가 간단해 고장과 소음이 적고, 전류 방향이 주기적으로 바뀌어 직류보다 아크가 불안정한 것이 특징이다.

모재를 녹이지 않고 용가재만 녹여 붙이는 납땜은 450℃ 이상이면 브레이징(경납땜), 그 미만이면 솔더링(연납땜)으로 구분한다. 따라서 기준 온도는 450℃다.

AW는 교류 아크 용접기(AC arc Welder)를 뜻하고 뒤의 숫자는 정격 2차 전류(A)다. 즉 AW-400은 정격 2차 전류가 400A인 교류 용접기다.

소결형 플럭스는 원료를 배합·점결해 구운 것으로, 굽는 온도에 따라 저온소결형(300~500℃)과 고온소결형(600~1000℃)으로 나뉜다. 용융형 플럭스는 원료를 1200℃ 이상에서 완전히 녹인 뒤 분쇄해 만든다.

전격방지기는 아크를 끊었을 때 용접기의 2차 무부하 전압을 25V 안팎까지 낮춰 감전을 막는 안전장치다. 핫 스타트 장치와 원격제어 장치는 아크 발생과 전류 조정을 돕는 부속장치일 뿐이다.

밑깔기 용접은 단단한 내마모 덧붙임층을 올리기 전에 연성이 큰 완충층을 먼저 깔아 모재와 용착금속을 격리하는 작업이다. 이렇게 하면 모재의 희석과 급격한 성분·경도 차이로 인한 균열·박리를 막을 수 있다.

피복제는 연소하면서 중성 또는 환원성 가스를 만들어 대기 중 산소·질소의 침입을 막는다. 따라서 알칼리성 분위기로 산소를 막는다는 설명이 틀렸다. 합금원소 첨가, 융점이 낮고 가벼운 슬래그 생성, 탈산 정련은 옳은 작용이다.

저수소계 용접봉은 흡습하면 확산성 수소가 늘어 저온균열을 일으키므로 사용 직전 300~350℃에서 1~2시간 건조한다. 일반 연강용 용접봉의 건조온도(70~100℃)보다 훨씬 높다.

케이블 커넥터와 용접기 단자는 수백 A의 대전류를 흘려야 하므로 전기전도도가 높은 구리를 쓴다. 저항이 큰 재료를 쓰면 접속부에서 발열과 전압강하가 커져 아크가 불안정해진다.

아크 쏠림(자기불림)은 직류에서 자기장이 한쪽으로 치우쳐 생기므로 극성을 바꾼다고 없어지지 않고 교류 용접기로 바꿔야 방지된다. 아크 길이를 짧게 하고, 접지를 나눠 잡고, 용접봉을 쏠림 반대쪽으로 기울이는 것은 옳은 대책이다.

가스 압접은 산소-아세틸렌 불꽃으로 접합면을 재결정온도 이상으로 가열한 뒤 축방향으로 압력을 가해 붙이는 압접법이다. 마찰용접은 회전 마찰열, 테르밋 용접은 알루미늄 환원반응 열을 쓰는 방법이다.

산업용 로봇은 제어·동작 방식에 따라 시퀀스·플레이백·수치제어·지능·원격조정 로봇으로 분류한다. 관절형은 팔의 구조(형상)에 따른 분류여서 이 일반 분류에는 들어가지 않는다.