[용접기사 필기] 05년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

블록게이지는 표준 치수를 실물로 구현한 기준 게이지로, 여기에 맞대어 실제 치수와 표준 치수의 차이를 읽는 비교측정에 쓰인다. 마이크로미터류는 눈금으로 치수를 직접 읽는 직접측정기이고, 한계게이지는 최대·최소 허용치수 안에 드는지 합격·불합격만 판정한다.

연삭숫돌의 조직은 단위 체적당 지립(입자)의 수, 즉 지립이 얼마나 조밀하게 박혀 있는가를 나타낸다. 조직이 거칠수록 기공이 많아 연한 재료나 절삭깊이가 큰 작업에 적합하다.

불활성 가스는 다른 원소와 반응하지 않는 주기율표 18족 원소로, 용접에서는 아르곤과 헬륨을 사용한다. 수소·산소·아세틸렌은 용융금속과 반응하는 활성 가스라 불활성 가스가 될 수 없다.

코울드헤딩·코이닝·스웨징은 재결정온도 아래에서 하는 냉간단조다. 열간단조에는 자유단조·형단조·업셋단조·압연단조가 속한다.

센터게이지는 나사 바이트의 각도를 검사하고 바이트를 바르게 설치하는 데 쓰는 게이지여서 유효지름 측정과 무관하다. 유효지름은 나사 마이크로미터, 삼선(삼침)법, 공구현미경으로 측정한다.

테르밋 용접은 산화철과 알루미늄 분말의 반응열(약 2800℃)로 생긴 용융철을 이음부에 부어 붙이는 방법이다. 전원이 필요 없어 레일이나 대형 축의 현장 보수에 쓰인다.

백래시 제거장치가 반드시 필요한 쪽은 하향절삭이다. 상향절삭은 절삭력이 이송 반대 방향이라 백래시의 영향을 받지 않는 대신, 공작물을 들어 올리고 날 끝 마모가 빠르며 가공면이 거칠다.

칠드 롤은 주철을 금형에 부어 표면만 급냉시켜 백선(시멘타이트) 조직으로 굳힌 롤이다. 표면은 단단해 내마모성이 크고 내부는 회주철로 남아 인성을 유지한다.

구성인선은 저속 절삭에서 잘 생기고 절삭속도를 120 m/min 이상으로 높이면 사라진다. 생성·성장·분열·탈락을 주기적으로 되풀이하면서 치수 정밀도와 공구 수명을 떨어뜨린다.

용융금속을 압축공기로 분무 상태로 뿜어 붙이는 표면처리가 금속용사법이다. 질화법·침탄법·금속침투법은 가열·확산으로 표면층의 성분을 바꾸는 방법이라 분사와는 원리가 다르다.

압연 방향으로 인장력을 걸면 재료가 인장으로 이미 항복에 가까워져 압하에 필요한 압력이 줄어들고, 전방과 후방 인장력을 동시에 걸 때 가장 작아진다. 인장력을 전혀 걸지 않을 때 압연 압력이 가장 크다.

덧붙임은 얇거나 두께가 고르지 않은 목형·주물이 변형·균열되는 것을 막으려고 임시로 덧대는 살로, 응고가 끝나면 잘라내 없앤다. 구배·수축여유·라운딩은 제품에 그대로 남는 처리다.

줄의 규격은 자루를 뺀 몸체의 길이로 표시하며 폭은 규격에 들어가지 않는다. 나머지 렌치·스크레이퍼·정반의 설명은 옳다.

숏 피닝은 작은 강구를 고속으로 두들겨 표면에 압축 잔류응력을 남기므로, 반복 굽힘을 받는 판 스프링의 피로강도를 크게 높인다. 액체 호우닝·샌드/그릿 블라스팅은 세정과 표면 거칠기 조정이 주목적이다.

프레스 용량에 효율을 곱한 것이 실제로 소재에 걸리는 하중이므로 $P=5000\,\mathrm{kgf}\times0.8=4000\,\mathrm{kgf}$다. 변형저항은 $\sigma=\dfrac{P}{A}=\dfrac{4000}{500}=8\,\mathrm{kgf/mm^2}$이며, 효율 80%를 빠뜨리면 10이 나오므로 주의한다.

펀칭에서 잘리는 면적은 구멍 둘레×판두께이므로 $P=\pi d t \tau$다. $P=\pi\times24\times2\times45\approx6786\,\mathrm{kgf}$.

버니싱은 구멍보다 약간 큰 볼을 압입해 통과시키며 안지름 표면을 소성변형으로 다듬어 치수 정밀도와 표면 거칠기를 좋게 하는 가공이다. 숏 피닝은 피로강도 향상, 배럴 다듬질·버핑은 광택 다듬질이 목적이다.

구배(기울기)는 주형이 무너지지 않게 목형을 쉽게 빼내기 위해 뽑는 방향으로 붙이는 테이퍼다. 쇳물 주입성이나 목형 강도와는 관계가 없다.

아버는 밀링머신에서 커터를 주축에 고정하는 축이다. 드릴·맨드릴(심봉)·센터는 선반에서 쓰는 공구·부속장치다.

방전가공은 전극 형상이 그대로 전사되는 가공이라 숙련도에 크게 의존하지 않고 무인 운전까지 가능하다. 전극과 가공물이 닿지 않아 힘이 걸리지 않고, 열로 녹여 없애므로 경도와 관계없이 가공된다.

원통의 후프응력은 $\sigma_1=\dfrac{Pd}{2t}=\dfrac{24.5\times1000}{2\times10}=1225\,\mathrm{MPa}$, 축방향응력은 그 절반인 $612.5\,\mathrm{MPa}$이므로 $\tau_{max}=\dfrac{\sigma_1-\sigma_2}{2}=306.25\,\mathrm{MPa}$다.
$G=\dfrac{E}{2(1+\nu)}=\dfrac{205.8}{2.6}=79.2\,\mathrm{GPa}$이므로
$\gamma=\dfrac{\tau_{max}}{G}\approx0.004$.

등분포하중이 전 길이에 작용하는 외팔보에서 고정단 반력은 하중의 총합인 $R_A=\omega L$이다. 합력 $\omega L$이 고정단에서 $L/2$ 떨어진 곳에 작용하므로 고정단 모멘트는 $M_A=\omega L\cdot\dfrac{L}{2}=\dfrac{\omega L^2}{2}$다.

곡률에 의한 굽힘응력은 $\sigma=\dfrac{E y}{R}$이고 여기서 $y=t/2$, $R=D/2$이므로 $\sigma=\dfrac{E t}{D}$가 된다. $\sigma=\dfrac{210000\times1}{1200}=175\,\mathrm{MPa}$.

모어 원의 중심 좌표는 $\left(\dfrac{\sigma_x+\sigma_y}{2},\,0\right)$이므로 중심은 항상 수직응력 축(가로축) 위에 놓인다. 따라서 원점의 위아래 어디라도 놓일 수 있다는 서술이 틀렸다.

$\tau_{max}=\sqrt{\left(\dfrac{\sigma_x-\sigma_y}{2}\right)^2+\tau_{xy}^2}$에 대입하면 $\sqrt{70^2+60^2}=\sqrt{8500}\approx92\,\mathrm{MPa}$다.

한쪽 끝이 0이고 반대쪽이 $\omega$인 삼각형 분포하중 단순보는 하중이 작은 쪽 지점에서 $x=\dfrac{L}{\sqrt3}$ 떨어진 위치에서 전단력이 0이 되고, 그 점에서 굽힘모멘트가 최대다. 정리하면 $M_{max}=\dfrac{\omega L^2}{9\sqrt3}$로 분모가 $9\sqrt3$인 식이 된다.

자중만으로 늘어나는 양은 $\dfrac{\gamma L^2}{2E}$이고, 중앙에 걸린 $P$는 위쪽 $L/2$ 구간만 잡아당기므로 $\dfrac{P(L/2)}{AE}$다. 둘을 더하면 $\delta=\dfrac{\gamma L^2}{2E}+\dfrac{PL}{2AE}=\dfrac{L}{2E}\left(\gamma L+\dfrac{P}{A}\right)$.

원형 단면 축의 최대 전단응력은 $\tau_{max}=\dfrac{16T}{\pi d^3}=\dfrac{16\times1\times10^6}{\pi\times50^3}\approx40.7\,\mathrm{MPa}$다. 전단탄성계수 $G$는 비틀림각을 구할 때 필요할 뿐 응력 계산에는 쓰이지 않는다.

가로변형률은 $\varepsilon'=\dfrac{0.025}{10}=0.0025$이고 세로변형률은 $\varepsilon=\dfrac{\varepsilon'}{\mu}=\dfrac{0.0025}{0.3}=0.00833$이다.
$\sigma=E\varepsilon=210000\times0.00833=1750\,\mathrm{MPa}$이므로
$P=\sigma A=1750\times\dfrac{\pi\times10^2}{4}\approx137\,\mathrm{kN}$.

수직응력이 모두 0이고 전단응력만 있는 순수전단 상태다. 이때 주응력은 $\sigma_{1,2}=\pm\tau_{xy}$이므로 $+0.1\,\mathrm{GPa}$과 $-0.1\,\mathrm{GPa}$이 된다.

세로 사각형은 넓이 $12\times40=480$에 도심 (6, 20), 가로 사각형은 $20\times20=400$에 도심 (22, 10)이다. 면적 모멘트로 $\bar{x}=\dfrac{480\times6+400\times22}{880}\approx13.3$, $\bar{y}=\dfrac{480\times20+400\times10}{880}\approx15.5$.

옆면이 강체로 막혀 $\varepsilon_x=\varepsilon_y=0$이므로 측면에 $\sigma_x=\sigma_y=\dfrac{\nu}{1-\nu}P$의 압력이 생긴다. 이를 $\varepsilon_z=\dfrac{1}{E}\left(P-\nu(\sigma_x+\sigma_y)\right)$에 넣으면 $\delta=a\varepsilon_z=\dfrac{1-\nu-2\nu^2}{1-\nu}\cdot\dfrac{aP}{E}$가 된다.

등분포하중이 전 길이에 작용하는 외팔보의 자유단 처짐은 $\delta_B=\dfrac{\omega l^4}{8EI}$다. 자유단 집중하중일 때의 $\dfrac{Pl^3}{3EI}$와 헷갈리지 않도록 길이 4제곱·분모 8을 기억한다.

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중앙 집중하중 단순보에서 $\sigma_{max}=\dfrac{PL/4}{bh^2/6}=\dfrac{3PL}{2bh^2}$, 직사각형 단면의 최대 전단응력은 $\tau_{max}=\dfrac{3}{2}\cdot\dfrac{P/2}{bh}=\dfrac{3P}{4bh}$다. 두 값의 비는 $\dfrac{\sigma_{max}}{\tau_{max}}=\dfrac{2L}{h}$.

양단 고정보 중앙에 집중하중이 걸릴 때 최대 처짐은 $\delta=\dfrac{PL^3}{192EI}$다. 같은 조건의 단순보 $\dfrac{PL^3}{48EI}$의 1/4로, 고정단이 회전을 막아 처짐이 훨씬 작다.

좌굴하중은 $P_{cr}=\dfrac{n\pi^2EI}{L^2}$이고 단말계수는 양단 핀 n=1, 양단 고정 n=4다. 두 임계하중이 같으면 $\dfrac{1}{L_1^2}=\dfrac{4}{L_2^2}$이므로 $\dfrac{L_1}{L_2}=0.5$.

외팔보에 저장되는 굽힘 변형에너지는 $U=\dfrac{P^2L^3}{6EI}$로 단면 2차 모멘트에 반비례하고, 원형 단면은 $I=\dfrac{\pi d^4}{64}$이므로 $U\propto\dfrac{1}{d^4}$다. 따라서 $U_1:U_2=\dfrac{1}{5^4}:\dfrac{1}{6^4}=6^4:5^4$.

양단 고정봉의 열응력은 $\sigma=E\alpha\Delta t$이므로 $\Delta t=\dfrac{85}{210000\times11.5\times10^{-6}}\approx35.2\,^\circ\mathrm{C}$다. 기준 15℃에서 위아래로 35.2℃까지 허용되므로 범위는 -20.2℃~50.2℃가 된다.

고정단 토크는 축에 걸린 토크들의 합인데, 두 토크의 회전 방향이 서로 반대이므로 크기는 $50-30=20\,\mathrm{kN\cdot m}$다.

$\delta=\dfrac{PL}{AE}$를 정리하면 $E=\dfrac{PL}{A\delta}$다. $A=\dfrac{\pi\times16^2}{4}=201\,\mathrm{mm^2}$이므로 $E=\dfrac{30000\times3000}{201\times2.2}\approx203000\,\mathrm{MPa}=203\,\mathrm{GPa}$.

응력제거 풀림의 효과로는 잔류응력 제거, 응력부식에 대한 저항력 증대, 함유 수소 방출에 의한 연성 증가, 열영향부의 템퍼링 연화, 치수 안정과 크리프 강도 향상이 꼽힌다. 강도가 낮아지는 것은 노리는 개선 효과가 아니라 부수적인 손실이므로 효과에 들어가지 않는다.

담금질로 단단해진 재료를 A1 변태점 이하로 다시 가열했다가 냉각시켜 내부응력을 없애고 인성을 주는 열처리가 뜨임(템퍼링)이다. 담금질은 반대로 경도를 높이는 처리이고, 풀림은 A1 이상으로 가열해 연화·조직 균일화를 노린다.

비파괴법은 결함을 찾아내는 검사법이지 변형을 바로잡는 방법이 아니다. 변형 교정에는 피닝법, 롤러(롤링)법, 가열 후 급냉하는 가열법(점 수축법·선상 가열법), 절단 후 재용접 등이 쓰인다.

크롬은 BCC 구조를 안정화시켜 페라이트(α) 영역을 넓히는 대표 원소이며 Mo·Si·V·Ti·W도 같은 작용을 한다. Ni·Mn·Co는 반대로 오스테나이트(γ) 영역을 넓히는 원소다.

황은 슬래그 속 CaO 같은 염기성 산화물과 결합해 제거되므로 슬래그의 염기도가 높을수록 탈황이 잘 진행된다. 황과 인은 각각 고온균열·저온취성을 일으키는 유해 원소여서 기계적 성질을 좋게 하지 않는다.

구리는 용융 상태에서 수소를 많이 녹였다가 응고할 때 내뱉고, 모재의 Cu2O와 수소가 반응해 수증기를 만들면서 기공과 수소취성을 일으킨다. 그래서 무산소동·탈산동을 쓰고 충분히 예열해 수소를 줄인다.

Y합금은 Al에 Cu·Ni·Mg를 넣은 내열 알루미늄 합금으로 고온강도가 커서 공랭 실린더 헤드와 피스톤에 쓰이며, 코비탈륨은 여기에 Ti 등을 더한 개량형이다. 라우탈은 Al-Cu-Si계, 듀랄루민은 고강도 단련용, 도우메탈은 마그네슘 합금이다.

열영향부의 냉각속도는 용접 입열, 곧 전류와 전압을 용접속도로 나눈 값과 판두께·예열온도로 정해진다. 아크 분포는 입열량을 정하는 용접조건이 아니다.

적열취성은 강 속의 황(S)이 FeS로 결정입계에 낮은 융점의 공정을 만들어 950~1200℃의 고온에서 깨지는 현상이며, Mn을 넣어 MnS로 바꾸면 막을 수 있다. 인(P)은 상온에서 깨지는 냉간취성의 원인이다.

아래보기에서는 용적이 잘게 나뉘어 아크 기둥을 따라 뿜어지듯 옮겨 가는 분무상(스프레이) 이행이 나타나며, 아크가 안정하고 슬래그가 얇은 고산화티탄계 피복봉이 이 형식을 보인다. 셀룰로스계는 가스 발생이 많아 단락·입상 이행에 가깝다.

피복제의 수분이 아크열로 분해되면서 생긴 수소·산소가 용융지에 녹아들었다가 응고할 때 빠져나오지 못하면 기공(블로홀)이 된다. 그래서 저수소계는 300~350℃에서 1~2시간 건조해 사용한다.

용융경계에서 중앙부까지 넓은 범위에 걸쳐 성분이 달라지는 것은 매크로(거시) 편석이다. 마이크로 편석은 결정립 안이나 수지상 가지 사이처럼 현미경 수준의 좁은 범위에서 일어난다.

압력을 일정하게 본 상률 $F=C-P+1$에서 순금속은 성분이 1개, 융점에서는 고상과 액상 2개가 공존하므로 $F=1-2+1=0$이다. 자유도가 0이라 융점에서는 온도가 일정하게 유지된 채 응고가 끝난다.

열영향부는 녹지 않은 채 급열·급냉을 받아 결정립이 조대화되거나 마르텐사이트로 경화되므로 용접부에서 연성·인성이 가장 낮다. 용착금속은 탈산과 합금 조정으로 인성이 관리되고, 모재는 열을 받지 않아 원래 성질을 그대로 유지한다.

Ag-Cu는 779℃에서 액상이 두 고용체로 동시에 정출하는 대표적인 공정(eutectic) 합금이라 포정반응이 없다. Fe-C(1493℃)·Au-Fe·Cd-Hg는 액상과 이미 나온 고상이 반응해 새 고상을 만드는 포정반응을 보인다.

수지상(덴드라이트) 조직은 녹았다가 응고한 용착금속에 나타나는 주조 조직이다. 열영향부는 녹지 않고 열만 받은 부분이라 결정립 조대화·경화 같은 고상 변태 조직을 보인다.

입계부식은 Cr 탄화물이 결정입계에 석출해 그 둘레의 Cr이 모자라지는 데서 생긴다. 방지법은 용체화(고용화) 열처리, Ti·Nb 같은 탄화물 안정화 원소 첨가, 탄소량 저감, 석출형태 조절이며 α철(페라이트) 형성원소 첨가는 여기에 해당하지 않는다.

잔류 오스테나이트는 담금질할 때 마르텐사이트로 변태하지 못하고 남은 준안정 상이라, 시간이 지나거나 외력·저온을 받으면 마르텐사이트로 변해 치수 변화와 균열을 일으킨다. 페라이트와 베이나이트는 상온에서 안정한 조직이다.

고온균열은 용착금속이 응고하면서 부피가 줄 때 생기는 수축응력이, 저융점 불순물이 남아 아직 약한 결정입계에 걸려 갈라지는 현상이다. 그래서 균열은 입내가 아니라 입계를 따라 나타난다.

열영향부 중 A3 변태점을 조금 넘는 온도를 받아 결정립이 잘게 재결정된 미세부(세립역)가 인성이 가장 좋다. 본드부에 가까운 조립부는 결정립이 커져 취약하고, 입상 펄라이트부·취화부도 인성이 떨어진다.

홈각도는 필요한 용입이 확보되는 범위에서 되도록 작게 해야 용착금속량이 줄어 변형·잔류응력과 비용이 감소한다. 루트 반지름을 크게 하고 홈 단면적을 작게 하며 루트 간격을 용접봉 지름 이내로 두는 것은 옳은 설계다.

얇은 판은 강성이 낮아 변형(각변형·좌굴)이, 두꺼운 판은 구속이 커서 잔류응력이 주로 문제된다. 그래서 박판은 변형이 적게 되는 시공법을, 후판은 잔류응력이 적게 되는 시공법을 택한다.

그림은 맞대기 용접부 위에 스트롱백을 걸치고 가운데를 볼트로 눌러 판이 용접선을 축으로 꺾이는 것을 막는 구속 지그다. 즉 용접선과 직각 방향으로 판이 접히듯 휘는 횡방향 각변형 방지가 주목적이다.

완전용입 맞대기 이음의 목두께는 판두께 t이므로 $\sigma=\dfrac{P}{tL}$에서 $t=\dfrac{P}{\sigma L}$다. 허용응력 $500\,\mathrm{kgf/cm^2}=5\,\mathrm{kgf/mm^2}$이므로 $t=\dfrac{30000}{5\times600}=10\,\mathrm{mm}$.

매니퓰레이터는 용접 헤드나 모재를 원하는 위치·자세로 돌려 아래보기 자세를 만들어 주는 장치로, 턴테이블·포지셔너와 함께 쓰인다. 바이스는 물림 공구, 용접대는 단순 받침대여서 회전 기능이 없다.

도열법은 구리 덮개판·수냉·젖은 석면 등으로 열을 빼앗아 모재에 들어가는 입열을 줄여 변형을 막는 방법이다. 억제법은 구속으로, 역변형법은 미리 반대 방향으로 굽혀 두어 변형을 막는다.

TRC 시험은 용접한 시험편에 바깥에서 인장하중을 걸어 구속하며 저온균열이 생기는 한계 응력을 보는 외부 구속형 시험이다. CTS·피스코·슬릿형은 시험편 자체의 형상으로 구속을 만드는 자기 구속형이다.

정현파 변동하중은 평균응력과 진폭의 관계에 따라 완전 양진·완전 편진·부분 편진으로 나뉜다. 피로한도는 파형의 종류가 아니라 견딜 수 있는 응력의 한계값이므로 여기에 속하지 않는다.

잔류응력은 용접부가 냉각·수축할 때 주위 모재에 구속되어 남는다. 가열될 때 생기는 압축응력은 고온에서 재료가 물러져 소성변형으로 풀려 버리므로 잔류하지 않는다.

아크용접은 좁은 부위만 급격히 가열하므로 열영향부가 임계온도역을 매우 빠르게 지나가며, 이 구간의 냉각속도는 110℃/min 이상에 이른다. 불꽃이 넓게 퍼져 서서히 식는 가스용접은 30~110℃/min 정도로 훨씬 느리다.

탄소는 양이 늘수록 인장강도와 경도를 높이지만 탄소당량이 커져 경화성이 높아지고 저온균열이 쉬워져 용접성을 떨어뜨린다. 그래서 용접구조용 강은 보통 탄소량을 0.3% 이하로 제한한다.

방사선 투과검사는 X선·γ선으로 내부를 찍어 기공·슬래그 혼입 같은 체적 결함을 직접 확인할 수 있어 신뢰성이 가장 높다. 형광·침투검사는 표면으로 열린 결함만 잡아내고, 굽힘시험은 연성 확인용이다.

가우징은 결함부나 이면을 깎아내는 홈파기 가공이지 잔류응력을 줄이는 방법이 아니다. 잔류응력 완화에는 응력제거 풀림, 피닝, 저온 응력 완화법, 기계적 응력 완화법이 쓰인다.

용접기호에는 홈의 형상과 각도, 루트 간격, 용접부 치수(다리길이·목두께), 용접선의 길이와 피치, 다듬질 방법 등이 표시된다. 용접설계법은 설계 절차이지 도면에 기호로 적는 항목이 아니다.

저합금 내열강의 용접후열처리는 잔류응력 완화, 고온강도 안정화, 내열·내식성 향상을 노린다. 결정입계가 조대화되면 인성과 크리프 저항이 떨어지므로 오히려 피해야 할 변화다.

역변형은 변형이 생길 방향과 반대로 미리 굽혀 두는 방지 대책이지 용접 후 나타나는 변형의 종류가 아니다. 용접변형에는 횡수축·종수축·각변형·회전변형·좌굴변형 등이 있다.

용접선이 한 곳에 모이면 입열과 잔류응력이 집중되어 균열이 생기기 쉬우므로 용접부는 되도록 분산시켜야 한다. 나머지 이음 형식 선택, 용접선 최소화, 작업하기 쉬운 자세 확보는 옳은 설계 원칙이다.

완전용입 맞대기 이음의 유효 단면적은 목두께(=판두께 t)×유효길이 L이므로 하중은 $P=\sigma\,t\,L$로 구한다. 여기서 응력은 용접선에 직각으로 작용하는 압축응력이다.

전면 필릿용접의 이론 목두께는 다리길이 h를 두 변으로 하는 직각이등변삼각형의 빗변까지의 높이이므로 $h_t=h\cos45^\circ\approx0.707h$다.

이산화탄소 아크용접은 연강 등 철계 재료 전용이며 알루미늄·구리 같은 비철금속에는 쓸 수 없다. 아크열로 분해된 CO2의 산소가 비철금속을 심하게 산화시키기 때문이다. 나머지 세 가지는 깊은 용입, 양호한 용착금속 성질, 연속 와이어 공급이라는 실제 장점이다.

CO2는 무색·무취인 데다 공기보다 무거워 바닥과 밀폐공간에 고이므로, 알아채지 못한 채 산소 결핍에 의한 질식을 일으키는 것이 가장 큰 건강 위험이다. 그래서 CO2 용접 작업장은 강제 환기가 필수다. 질소·탄소 축적은 이 용접의 주된 위험 요인이 아니다.

플라스마 제트는 아크를 노즐로 구속해 에너지 밀도를 극도로 높인 열원이므로 용입이 깊고 비드폭이 좁으며 용접속도가 빠르다. 따라서 용입이 얕고 비드폭이 넓으며 느리다는 서술은 정반대다. 홈 가공은 I형만으로 충분하고 전극 소모도 적다(원문의 홈 표기는 I형을 뜻한다).

투명유리(보호유리)는 스패터와 흄으로부터 값비싼 차광유리를 보호하려고 앞뒤에 덧대는 소모품이다. 손상되면 투명유리만 갈아 끼우면 되므로 유지비가 싸진다. 자외선·적외선 차단과 광량 조절은 차광유리 자체가 담당한다.

팁 과열이나 가스 압력·유량 부적당으로 불꽃이 소리를 내며 꺼졌다 다시 켜지는 현상은 역화다. 역류는 산소가 아세틸렌 쪽으로 거꾸로 흐르는 것, 인화는 불꽃이 팁을 지나 호스 안쪽까지 타 들어가는 것으로 구분된다. 역화가 나면 즉시 아세틸렌 밸브를 잠그고 팁을 냉각한다.

수동아크 용접용 홀더는 무부하 전압만도 수십 V에 이르고 땀에 젖으면 인체 저항이 급격히 떨어지므로, 절연이 나쁘면 전격 재해로 직결된다. 그래서 손잡이 전체가 절연된 안전홀더(A형)를 쓰고 파손품은 즉시 교체한다.

대기압 환산 산소량은 용기 내용적에 게이지 압력을 곱한 값이므로, 소비량은 압력 강하분 70 kgf/cm2에 해당한다. $V = 50 \times (80 - 10) = 3500\,\mathrm{L}$이다.

아크는 양극과 음극 사이에서 고온으로 해리·이온화된 기체(플라스마)를 통해 전류가 흐르는 기체 방전 현상이다. 3번은 전자가 양극으로, 양이온이 음극으로 이동하는 실제 방향을 거꾸로 서술한 것이고, 4번은 용착효율의 정의다.

저항용접은 겹치기식(점·심·프로젝션)과 맞대기식(업셋·플래시·퍼커션)으로 나뉘며, 보기 중 맞대기식은 플래시 용접뿐이다. 플래시 용접은 접촉면에서 불꽃을 내며 가열한 뒤 축방향으로 눌러 붙인다.

서브머지드 아크용접은 와이어와 용제를 자동 공급하며 직선 위주로 진행하는 자동용접이라 용접선이 구부러지면 적용이 어렵다. 아크가 용제 속에 묻혀 보이지 않으므로 홈 가공과 조립 정밀도도 엄격히 요구된다.

피복제는 아크를 안정시키고 탈산·정련작용을 하며, 슬래그로 용착금속을 덮어 급랭을 막고 파형이 고운 비드를 만든다. 스패터는 오히려 적게 하고, 슬래그는 용융점이 낮고 가벼워야 부상하며, 용적은 작게 만드는 것이 좋다.

1차 전류는 1차 입력을 전원전압으로 나눈 값이다. $I = \dfrac{25000\,\mathrm{VA}}{200\,\mathrm{V}} = 125\,\mathrm{A}$이므로 안전스위치의 퓨즈도 125 A를 쓴다.

E4311은 고셀룰로스계로, 피복제 속 셀룰로스가 연소하며 생긴 환원성 가스가 용융금속을 감싸 보호하는 가스 발생식이다. E4301(일미나이트계)·E4316(저수소계)·E4327(철분 산화철계)은 모두 슬래그 생성식이다.

테르밋 용접은 알루미늄 분말과 산화철의 화학반응열만으로 접합하므로 전기가 필요 없고 장치가 간단해 현장 이동이 자유롭다. 그래서 레일이나 대형 축의 현장 보수에 쓴다.

폭발 용접은 화약을 터뜨려 얻은 순간 압력으로 금속을 압접하는 1회성 폭발 작업이라 연속 라인화·자동화가 어렵다. 고주파·시임·스터드 용접은 모두 기계화와 자동 제어가 확립된 방법이다.

붕사와 탄산나트륨에 중탄산나트륨 70 %를 섞은 이 조성은 주철 용접용 용제다. 연강은 보통 용제가 필요 없고, 알루미늄은 염화리튬·염화나트륨 등 염화물계, 구리합금은 붕사 위주의 용제를 쓴다.

용접전류가 만드는 자기장이 한쪽으로 치우쳐 아크가 용접점 밖으로 쏠리는 현상은 자기불림(아크 쏠림)이다. 직류에서 주로 생기므로 교류를 쓰거나 접지 위치를 옮기고 짧은 아크를 유지해 막는다.

용융용접은 자재 절약, 공수 감소, 성능·수명 향상이라는 이점이 있지만 용접부 내부가 보이지 않아 품질검사가 오히려 까다롭다. 그래서 방사선·초음파 같은 비파괴검사를 따로 해야 한다.

용접 입열은 $H = \dfrac{60EI}{V}$로 계산한다. 전력 $EI$는 초당 줄(J/s)인데 용접속도 V가 cm/min이므로, 60을 곱해 분과 초의 단위를 맞춰야 cm당 열량(J/cm)이 된다.

청정효과는 모재가 음(-)극이 되는 직류 역극성에서 아르곤 양이온이 모재 표면을 때려 강한 산화막을 부술 때 나타난다. 직류 정극성은 모재가 양(+)극이라 이 작용이 없어 알루미늄·마그네슘 용접에 불리하다.