용접기사 필기 기출문제복원 (2003-03-16)

용접기사 2003-03-16 필기 기출문제 해설

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용접기사
(2003-03-16 기출문제)

목록

1과목: 기계제작법

1. 목형에서 코어(core)를 주형이 지지할 수 있게 하기 위하여 코어의 소요치수보다 길게 만들고 주형에는 지지좌(支持座)를 만드는 데 이것을 무엇이라 하는가?

  1. 코어 상자(core box)
  2. 코어 라운딩(core rounding)
  3. 코어 프린트(core print)
  4. 코어 서포트(core support)
(정답률: 39%)
  • 코어의 소요 치수보다 길게 만들어 주형 내의 지지좌에 고정함으로써 코어가 움직이지 않도록 지지하는 부분을 코어 프린트(core print)라고 합니다.
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2. 주물사의 구비조건이 아닌 것은?

  1. 통기성이 양호할 것
  2. 성형성이 양호할 것
  3. 열전도성이 양호할 것
  4. 내열성이 양호할 것
(정답률: 54%)
  • 주물사는 쇳물이 들어왔을 때 가스가 잘 빠져나가야 하며(통기성), 모양을 잘 유지해야 하고(성형성), 고온에서도 견뎌야(내열성) 합니다.
    반면, 열전도성이 높으면 쇳물이 너무 빨리 식어 주조 결함이 발생하므로 열전도성은 낮아야 합니다.

    오답 노트
    통기성, 성형성, 내열성은 주물사가 갖추어야 할 필수 조건입니다.
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3. 주축중심선과 테이블의 상대 위치에 대한 정밀 측정장치를 가지고 있는 것은?

  1. 보통 보링 머신
  2. 지그 보링 머신
  3. 수직 보링 머신
  4. 심공 보링 머신
(정답률: 34%)
  • 지그 보링 머신은 정밀한 구멍 가공을 위해 주축 중심선과 테이블의 상대 위치를 정밀하게 측정하고 조정할 수 있는 장치를 갖춘 고정밀 보링 머신입니다.
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4. 공작기계에서 가공물을 고정할 때 바이스를 사용하는 기계가 아닌 것은?

  1. 세이퍼
  2. 슬롯터
  3. 선반
  4. 플레이너
(정답률: 39%)
  • 선반은 가공물을 척(Chuck)에 물려 회전시키는 원통형 가공 기계이므로, 가공물을 고정하는 바이스를 사용하지 않습니다.

    오답 노트
    세이퍼, 슬롯터, 플레이너: 평면이나 홈 가공을 위해 바이스를 사용하여 가공물을 고정함
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5. 두께 2㎜, 최대 전단응력 45 kgf/㎜2인 재료에 24㎜의 구멍을 펀치작업으로 뚫을려면 가할 힘은 얼마나 되는가?

  1. 약4568 kgf
  2. 약5279 kgf
  3. 약6786 kgf
  4. 약7367 kgf
(정답률: 46%)
  • 펀칭 작업 시 필요한 힘은 전단 면적에 최대 전단응력을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $F = \pi \times d \times t \times \tau$
    ② [숫자 대입] $F = 3.14 \times 24 \times 2 \times 45$
    ③ [최종 결과] $F = 6782.4$
    계산 결과 약 6786 kgf에 가장 근접합니다.
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6. 길이 300mm의 사인바아로 29° 를 측정할려면 블록 게이지는 몇 mm 를 사용하면 되는가? (단, 사인바아와 측정면이 일치함)

  1. 138.79 mm
  2. 127.36 mm
  3. 186.25 mm
  4. 145.44 mm
(정답률: 43%)
  • 사인바의 원리를 이용하여 측정 각도에 따른 블록 게이지의 높이를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $h = L \sin \theta$ 블록게이지 높이
    ② [숫자 대입] $h = 300 \sin 29^\circ$
    ③ [최종 결과] $h = 145.44$
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7. 빌트 업에지(Built - up edge :구성인선)의 발생방지 대책으로 가장 옳은 것은?

  1. 절삭깊이, 이송 속도를 크게한다.
  2. 바이트 윗면 경사각을 크게하고 절삭속도를 높인다.
  3. 절삭 속도를 느리게 하고 절삭깊이 및 이송 속도를 크게하고 윤활성이 좋은 윤활유를 사용한다.
  4. 바이트의 윗면 경사각을 작게 한다.
(정답률: 54%)
  • 구성인선(Built-up edge)은 칩이 공구 절삭날에 압착·용착되는 현상입니다. 이를 방지하기 위해서는 칩의 흐름을 좋게 하기 위해 바이트 윗면 경사각을 크게 하고, 절삭 속도를 높여 용착을 억제해야 합니다.

    오답 노트
    절삭깊이, 이송 속도를 크게 함: 구성인선을 촉진시킴
    절삭 속도를 느리게 함: 구성인선 발생 가능성을 높임
    바이트 윗면 경사각을 작게 함: 칩 배출을 방해하여 용착을 유도함
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8. 불활성 가스 텅스텐 아크용접 (inert gas tungsten arc welding)에 사용되는 텅스텐 봉은?

  1. 전극으로서의 역할만 하고 녹지 않는다.
  2. 전류밀도를 증가시키며 녹아서 용접부에 보충된다.
  3. 전극의 역할도 하고,녹아서 보충재의 역할도 한다.
  4. 모재 표면에 융착하여 산화막을 형성하는 역할을 한다.
(정답률: 55%)
  • 텅스텐의 용융점은 약 $3410^{\circ}C$로 매우 높아, 철의 용융점인 $1536^{\circ}C$보다 훨씬 높기 때문에 용접 과정에서 녹지 않고 전극으로서의 역할만 수행합니다.
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9. 주철 주물은 응고하는 도중에 응고속도의 차로 내부응력이 남는다. 이것을 제거하는 방법으로 열처리한다. 열처리(어닐링)온도로서 가장 적당한 것은?

  1. 약 800℃ 이상
  2. 약 1000℃ 이상
  3. 약 600℃ 이상
  4. 약 400℃ 이상
(정답률: 43%)
  • 주철 주물의 내부 응력을 제거하기 위한 어닐링(풀림) 열처리는 일반적으로 약 $600^{\circ}\text{C}$이상의 온도에서 수행하여 조직을 안정화시킵니다.
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10. 주물사의 강도 시험 중 틀린 것은?

  1. 굽힘 강도 시험
  2. 인장 강도 시험
  3. 전단 강도 시험
  4. 충격 강도 시험
(정답률: 22%)
  • 주물사는 형(型)의 모양을 유지하기 위해 적절한 강도가 필요하며, 일반적으로 굽힘, 인장, 전단 강도 시험을 통해 그 성질을 평가합니다. 충격 강도 시험은 주물사의 일반적인 강도 시험 항목에 해당하지 않습니다.
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11. 렌치(wrench), 스패너(spanner)등 소공구를 단조할 때 다음 중 어느 것이 가장 적합한가?

  1. 자유단조(free forging)
  2. 로터리 스웨이징(rotary swaging)
  3. 프레스 가공(press working)
  4. 형 단조(die forging)
(정답률: 45%)
  • 렌치나 스패너와 같이 형상이 복잡하고 대량 생산이 필요한 소공구의 경우, 정밀한 금형(Die)을 사용하여 일정한 모양과 치수로 성형하는 형 단조(die forging)가 가장 적합합니다.
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12. 진원의 수정, 진직도(眞直度)의 수정 및 평면도 (平面圖)의 수정을 모두 할 수 있는 것은?

  1. 연삭(grinding)
  2. 호우닝(honing)
  3. 브로우칭(broaching)
  4. 래핑(lapping)
(정답률: 16%)
  • 연삭(grinding)은 고속 회전하는 연삭 숫돌을 이용하여 정밀한 치수와 표면 거칠기를 얻는 가공법으로, 진원도, 진직도, 평면도 등 매우 정밀한 기하학적 수정이 가능합니다.
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13. 선반에서 테이퍼를 깎는 방법이 아닌 것은?

  1. 복식 공구대를 이용함
  2. 테이퍼 절삭장치를 이용함
  3. 심압대 센터를 편위시킴
  4. 백 기어를 사용함
(정답률: 50%)
  • 선반에서 테이퍼(양측면이 대칭적으로 경사 진 형상)를 가공하는 방법으로는 복식 공구대 이용, 테이퍼 절삭장치 이용, 심압대 센터 편위시키기 등이 있습니다. 백 기어 사용은 테이퍼 절삭이 아니라 나사 절삭 시 리드각을 주기 위해 사용하는 방법입니다.
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14. CNC프로그램의 주요 기능 중 주축기능을 나타내는 것은?

  1. F
  2. S
  3. T
  4. M
(정답률: 34%)
  • CNC 프로그램에서 각 기능 코드는 정해진 역할을 수행합니다. 주축 기능은 S(Spindle)로 표시합니다.

    오답 노트
    F: 이송 속도(Feed)
    T: 공구 선택(Tool)
    M: 보조 기능(Miscellaneous)
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15. 방전가공(放電加工)에서 가장 기본적인 회로(回路)는

  1. RC 회로
  2. 트랜지스터 회로
  3. 임펄스 발전기회로
  4. 고전압법 회로
(정답률: 35%)
  • 방전가공은 전극과 공작물 사이에 전압을 걸어 스파크를 발생시키는 원리로, 저항(R)과 콘덴서(C)를 이용해 충·방전 에너지를 제어하는 RC 회로가 가장 기본적인 회로 구성입니다.
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16. 대형 공작기계에서 로스트모션(lost motion)을 적게 할수 없고 낮은 게인(gain)으로 높은 정밀도를 얻을 수 있는 수치제어 방식은 어느 것인가?

  1. 개방 루프방식(open loop)
  2. 반 폐쇄 루프방식(semi-closed loop)
  3. 폐쇄 루프방식(closed loop)
  4. 복합 루프방식(hybrid loop)
(정답률: 30%)
  • 복합 루프방식(hybrid loop)은 폐쇄 루프와 반 폐쇄 루프의 장점을 결합하여, 로스트모션을 최소화하면서도 낮은 게인으로 높은 정밀도를 구현할 수 있는 수치제어 방식입니다.
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17. 내연기관의 실린더 블록을, 다량(多量)으로 주조하는데 가장 적당한 방법은?

  1. 쉘 주형법(shell molding process)
  2. 인베스트먼트 주조법(investment casting)
  3. 쇼 주조법(show process)
  4. 저압 주조법(low pressure casting)
(정답률: 34%)
  • 쉘 주형법(shell molding process)은 주물 표면이 깨끗하고 정밀도가 매우 높으며, 주형을 신속하게 제작할 수 있어 내연기관 실린더 블록과 같은 부품의 대량 생산에 가장 적합한 방식입니다.
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18. 소요형상 주물의 첫 단계인 모형(pattern)을 만들 때, 고려할 사항이 아닌 것은?

  1. 목형여유(pattern allowance)
  2. 수축여유(shrinkage allowance)
  3. 팽창여유(expansion allowance)
  4. 기계가공여유(machining allowance)
(정답률: 35%)
  • 주물 모형 제작 시에는 냉각 시 수축하는 성질과 가공 후 치수를 맞추기 위해 수축여유, 기계가공여유, 목형여유 등을 고려해야 합니다. 하지만 금속은 냉각 시 수축하므로 팽창여유는 고려 대상이 아닙니다.
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19. 난삭재라 일컫는 티타늄(titanium)강을 절삭시 공구면에 절삭온도가 극심하게 상승한다. 그 이유는?

  1. 열전도도가 높은 재료이기 때문에
  2. 열전도도가 낮은 재료이기 때문에
  3. 마찰계수가 크게 나타나기 때문에
  4. 절삭력이 크게 나타나기 때문에
(정답률: 28%)
  • 티타늄강과 같은 난삭재는 열전도도가 매우 낮습니다. 이로 인해 절삭 시 발생하는 마찰열이 재료 내부로 빠르게 확산되지 못하고 공구와 칩의 접촉면에 집중되어 절삭온도가 극심하게 상승하게 됩니다.
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20. 지름 60mm 의 봉재를 절삭속도 115m/min 으로 절삭 하려면 알맞는 회전수는?

  1. 40rpm
  2. 610rpm
  3. 1000rpm
  4. 2700rpm
(정답률: 36%)
  • 절삭속도 공식을 이용하여 공작물의 회전수를 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$ N = \frac{1000 V}{\pi D} $$
    ② [숫자 대입]
    $$ N = \frac{1000 \times 115}{\pi \times 60} $$
    ③ [최종 결과]
    $$ N = 610 \text{ rpm} $$
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2과목: 재료역학

21. 그림에서 점 C 단면에 작용하는 내부 합모멘트는 몇 Nㆍm 인가?

  1. 270(시계 방향)
  2. 810(시계 방향)
  3. 540(반시계 방향)
  4. 1080(반시계 방향)
(정답률: 34%)
  • 점 C 단면의 내부 합모멘트를 구하기 위해, C점에서 자유단 B까지의 구간에 작용하는 하중의 합력과 모멘트 팔 길이를 계산합니다.
    C-B 구간의 하중은 높이가 $0$부터 $270 \times \frac{6}{3+6} = 180 \text{ N/m}$인 삼각형 분포하중이며, 길이는 $6 \text{ m}$입니다.
    ① [기본 공식]
    $$ M_C = \frac{1}{2} \times w \times L \times \frac{L}{3} $$
    ② [숫자 대입]
    $$ M_C = \frac{1}{2} \times 180 \times 6 \times \frac{6}{3} $$
    ③ [최종 결과]
    $$ M_C = 1080 \text{ N\cdot m} $$
    하중이 아래로 작용하므로 C점 기준 반시계 방향으로 회전시키려는 모멘트가 발생합니다.
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22. 그림과 같이 외팔보가 자유단에서 시계방향의 우력 M 을 받는 경우, 자유단의 처짐 δ는?

  4. Ⅰ
(정답률: 22%)
  • 외팔보의 자유단에 모멘트 $M$이 작용할 때, 자유단에서의 최대 처짐 $\delta$를 구하는 문제입니다.
    $$ \delta = \frac{M l^2}{2 E I} $$
    따라서 정답은 입니다.
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23. 그림과 같이 1000N 의 힘이 브래킷의 A에 작용하고 있다. 이 힘의 점 B에 대한 모멘트는 몇 Nㆍm 인가?

  1. 160
  2. 200
  3. 238.6
  4. 253.2
(정답률: 25%)
  • 점 B에 대한 힘의 모멘트를 구하는 문제입니다. 힘의 성분을 $x$축과 $y$축으로 분해하여 각각의 팔 길이를 곱해 합산합니다.
    ① [기본 공식] $M_B = F_x \cdot d_y + F_y \cdot d_x$
    ② [숫자 대입] $M_B = (1000 \cos 60^\circ \times 0.16) + (1000 \sin 60^\circ \times 0.2) = 80 + 173.2$
    ③ [최종 결과] $M_B = 253.2\text{N}\cdot\text{m}$
  • MB=1000x(0.16xcos60+0.2xsin60)=
  • 출저:성안당 알기쉬운 재료역학 저 : 허원회 , 김선일 28페이지 , 18번 문제
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24. 축에 두께가 얇은 링을 가열 끼워맞춤(shrinkage fit)하였을 때 축 및 링에 각각 어떤 응력이 생기는가?

  1. 축에 압축응력, 링에 인장응력
  2. 축에 인장응력, 링에 압축응력
  3. 축과 링 모두에 인장응력
  4. 축과 링 모두에 압축응력
(정답률: 38%)
  • 가열 끼워맞춤(shrinkage fit) 시 발생하는 응력의 원리를 묻는 문제입니다. 링을 가열하여 팽창시킨 후 축에 끼우면, 링은 원래 크기로 수축하려 하고 축은 눌리게 됩니다.
    따라서 링은 바깥쪽으로 당겨지는 인장응력이 발생하고, 축은 안쪽으로 눌리는 압축응력이 발생합니다.
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25. σx = 60MPa, σy = 50MPa, τxy = 30MPa일 때 주응력 σ1과 σ2 는 각각 몇 MPa 인가?

  1. σ1 ≒ 60, σ2 ≒ 50
  2. σ1 ≒ 80, σ2 ≒ 90
  3. σ1 ≒ 85.4, σ2 ≒ 24.6
  4. σ1 ≒ 88.0, σ2 ≒ 32.6
(정답률: 43%)
  • 평면 응력 상태에서 주응력을 구하는 문제입니다. 주어진 수직 응력과 전단 응력을 주응력 공식에 대입하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_{1,2} = \frac{\sigma_x + \sigma_y}{2} \pm \sqrt{(\frac{\sigma_x - \sigma_y}{2})^2 + \tau_{xy}^2}$
    ② [숫자 대입] $\sigma_{1,2} = \frac{60 + 50}{2} \pm \sqrt{(\frac{60 - 50}{2})^2 + 30^2} = 55 \pm \sqrt{5^2 + 30^2} = 55 \pm 30.41$
    ③ [최종 결과] $\sigma_1 = 85.4, \sigma_2 = 24.6$
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26. 그림과 같은 단순지지보에 하중 400 N이 작용할 때 C단면의 아래쪽 섬유에서의 굽힘응력은 몇 MPa 인가?

  1. 4.5 (압축)
  2. 45 (압축)
  3. 4.5 (인장)
  4. 45 (인장)
(정답률: 12%)
  • 단순지지보의 C단면에서 굽힘응력을 구하는 문제입니다. C점에서의 굽힘모멘트를 먼저 구한 뒤, 굽힘응력 공식을 적용합니다. C점은 지점 A로부터 $200\text{mm}$ 떨어져 있으며, 하중 $400\text{N}$은 C점으로부터 $200\text{mm}$ 떨어진 지점에서 $150\text{mm}$ 높이로 작용합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{M}{Z} = \frac{M}{\frac{bh^2}{6}}$
    ② [숫자 대입] $M = 400 \times 0.15 \times \frac{200}{400} = 30\text{N}\cdot\text{m}, \quad \sigma = \frac{30}{\frac{20 \times 10^2}{6} \times 10^{-6}} = 45\text{MPa}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 45\text{MPa (압축)}$ (보의 상단이 인장, 하단이 압축되는 형상입니다.)
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27. 그림에서 빗금친 부분의 도심을 구한 것은? (곡선의 방정식은 y3 = 2x이고, x, y는 cm 단위이다.)

  1. x = 1.210, y = 1.653
  2. x = 1.284, y = 1.724
  3. x = 1.305, y = 1.983
  4. x = 1.423, y = 1.724
(정답률: 21%)
  • 곡선 $y^3 = 2x$와 직선 $y=1$에서 $y=2$ 사이의 빗금친 영역에 대한 도심 좌표를 구하는 문제입니다. 면적 $A$와 도심 $x, y$의 정의에 따라 적분을 수행합니다.
    ① [기본 공식] $A = \int_{y_1}^{y_2} x dy, \quad x = \frac{1}{A} \int_{y_1}^{y_2} xy dy, \quad y = \frac{1}{A} \int_{y_1}^{y_2} y^2 dy$
    ② [숫자 대입] $A = \int_{1}^{2} \frac{y^3}{2} dy = 3.25, \quad x = \frac{1}{3.25} \int_{1}^{2} \frac{y^4}{2} dy = 1.210, \quad y = \frac{1}{3.25} \int_{1}^{2} y^2 \cdot \frac{y^3}{2} dy = 1.653$
    ③ [최종 결과] $x = 1.210, y = 1.653$
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28. 단면적이 10cm2인 봉을 30℃에서 수직으로 매달고 10℃로 냉각하였을 때 원래의 길이를 유지하려면 봉의 하단에 몇 kN 의 하중을 가하면 되는가? (단, 탄성계수 E = 200 GPa, 선팽창계수 α = 1.2x10-5 )

  1. 35
  2. 17
  3. 26
  4. 48
(정답률: 13%)
  • 온도 하강으로 인한 수축 변형률과 하중에 의한 인장 변형률이 같아야 원래 길이를 유지할 수 있습니다.
    ① $\sigma = E \alpha \Delta T$
    ② $\sigma = 200 \times 10^9 \times 1.2 \times 10^{-5} \times (30 - 10) = 48 \times 10^6 \text{ Pa}$
    ③ $P = \sigma A$
    ④ $P = 48 \times 10^6 \times 10 \times 10^{-4} = 48000 \text{ N} = 48 \text{ kN}$
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29. 단면의 형상이 일정한 재료에 노치(notch)부분을 만들어 인장할 때 응력의 분포 상태는 어느 것이 옳은가?

(정답률: 35%)
  • 재료에 노치(notch)가 있으면 응력이 균일하게 분포하지 않고 노치 끝단(곡률 반경이 작은 부분)에 응력이 집중되는 응력 집중 현상이 발생합니다. 따라서 노치 부분에서 응력이 급격히 증가하는 분포를 나타내는 가 정답입니다.
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30. 수직 변형률 εx = 200x10-6, εy = 50x10-6, 전단변형률 γxy = -120x10-6 인 평면변형률 상태의 주변형률은?

  1. 267x10-6, 16x10-6
  2. -267x10-6, 16x10-6
  3. -221x10-6, 29x10-6
  4. 221x10-6, 29x10-6
(정답률: 16%)
  • 평면변형률 상태에서 주변형률은 모어 원(Mohr's Circle)의 원리를 이용하여 계산하며, 최대 및 최소 변형률을 구하는 공식으로 도출합니다.
    ① $\epsilon_{1,2} = \frac{\epsilon_x + \epsilon_y}{2} \pm \sqrt{(\frac{\epsilon_x - \epsilon_y}{2})^2 + (\frac{\gamma_{xy}}{2})^2}$
    ② $\epsilon_{1,2} = \frac{(200 + 50) \times 10^{-6}}{2} \pm \sqrt{(\frac{(200 - 50) \times 10^{-6}}{2})^2 + (\frac{-120 \times 10^{-6}}{2})^2}$
    ③ $\epsilon_{1,2} = 125 \times 10^{-6} \pm 96.05 \times 10^{-6}$
    ④ $\epsilon_1 = 221 \times 10^{-6}, \epsilon_2 = 29 \times 10^{-6}$
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31. 바깥지름이 46mm인 속이 빈축이 120kW의 동력을 전달하는 데 이 때의 각속도는 40 rev/s 이다. 이 축의 허용비틀림 응력이 τa = 80 MPa 일 때, 최대 안지름은 몇 mm 인가?

  1. 21.8
  2. 41.8
  3. 36.8
  4. 84.8
(정답률: 30%)
  • 동력과 각속도를 이용해 비틀림 모멘트를 구한 뒤, 중공축의 비틀림 응력 공식을 사용하여 안지름을 산출합니다.
    ① $T = \frac{P}{\omega}$
    ② $T = \frac{120 \times 1000}{2\pi \times 40} = 477.46 \text{ N}\cdot\text{m}$
    ③ $\tau = \frac{16T}{\pi(d_2^4 - d_1^4)}$
    ④ $80 \times 10^6 = \frac{16 \times 477.46}{\pi(0.046^4 - d_1^4)}$
    ⑤ $d_1 = 0.0418 \text{ m} = 41.8 \text{ mm}$
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32. 원형 단면과 정사각형 단면의 기둥이 동일한 세장비를 가질 때 양 기둥의 길이비는? (단, 각 경우에서 지름과 한변의 길이는 20cm 이다.)

(정답률: 30%)
  • 세장비 $\lambda = \frac{L}{r}$가 동일할 때, 회전반경 $r = \sqrt{\frac{I}{A}}$의 비율을 통해 길이비를 구합니다. 원형 단면의 $r_{circle} = \frac{d}{4}$이고, 정사각형 단면의 $r_{square} = \frac{a}{\sqrt{12}}$입니다.
    ① [기본 공식] $\frac{L_{circle}}{L_{square}} = \frac{r_{circle}}{r_{square}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{L_{circle}}{L_{square}} = \frac{\frac{20}{4}}{\frac{20}{\sqrt{12}}}$
    ③ [최종 결과] $\frac{L_{circle}}{L_{square}} = \frac{\sqrt{12}}{4} = \frac{2\sqrt{3}}{4} = \frac{\sqrt{3}}{2}$
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33. 반지름 r인 원형축의 양단에 비틀림 모멘트 Mt가 작용될 경우 축의 양단 사이의 최대 비틀림각은? (단, 축의 길이는 L이고, 전단 탄성계수는 G이다.)

(정답률: 13%)
  • 원형축의 비틀림각 공식은 비틀림 모멘트, 길이, 전단 탄성계수 및 극관성 모멘트의 관계로 정의됩니다. 극관성 모멘트 $I_{p} = \frac{\pi r^{4}}{2}$를 대입하여 정리합니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \frac{ML}{GI_{p}}$
    ② [숫자 대입] $\theta = \frac{M_{t}L}{G \frac{\pi r^{4}}{2}}$
    ③ [최종 결과] $\theta = \frac{2M_{t}L}{\pi Gr^{4}}$
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34. 그림과 같은 구조물에 수직하중이 100 N이 작용하고 있을 때, AC 및 BC 강선에 발생하는 힘은 몇 N 인가?

  1. 50
  2. 100
  3. 80
  4. 57.7
(정답률: 25%)
  • 점 C에서의 힘의 평형 조건을 이용합니다. 수직 방향의 힘의 합은 0이 되어야 하므로, 두 강선에 걸리는 힘 $P$의 수직 성분 합이 하중 $100\text{N}$과 같아야 합니다.
    ① [기본 공식] $2P \cos(30^{\circ}) = 100$
    ② [숫자 대입] $2P \times \frac{\sqrt{3}}{2} = 100$
    ③ [최종 결과] $P = \frac{100}{\sqrt{3}} = 57.7 \text{ N}$
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35. 그림과 같은 단면을 가진 단순보 AB에 하중 P가 작용할때 A단에서 0.2m 떨어진 곳의 굽힘응력은 몇 MPa 인가?

  1. 20
  2. 30
  3. 40
  4. 50
(정답률: 20%)
  • 보의 굽힘응력은 굽힘모멘트와 단면계수를 이용하여 계산합니다. A단에서 $0.2\text{m}$ 지점의 모멘트 $M$은 반력 $R_{A} = 200\text{N}$에 거리 $0.2\text{m}$를 곱한 값입니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{M}{Z} = \frac{M}{\frac{bh^{2}}{6}}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{200 \times 0.2}{\frac{0.01 \times 0.02^{2}}{6}}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 40 \text{ MPa}$
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36. 그림과 같은 원형단면을 가진 연강 봉재가 200 kN의 인장하중을 받아 늘어났을 때, 늘어난 전체길이는 몇 cm인가? (단, 탄성계수 E = 200 GPa 이다.)

  1. 40.068
  2. 40.059
  3. 40.040
  4. 40.031
(정답률: 16%)
  • 단면적이 서로 다른 두 구간의 늘어난 길이를 각각 구해 합산한 뒤, 원래 길이에 더해 전체 길이를 구합니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{PL}{AE}$
    ② [숫자 대입] $\delta = \frac{200 \times 10^{3} \times 0.25}{\frac{\pi}{4} \times 0.04^{2} \times 200 \times 10^{9}} + \frac{200 \times 10^{3} \times 0.15}{\frac{\pi}{4} \times 0.02^{2} \times 200 \times 10^{9}}$
    ③ [최종 결과] $L_{total} = 40 + 0.068 = 40.068 \text{ cm}$
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37. 어떤 재료의 탄성계수 E 와 전단탄성계수 G를 알아보았더니 E = 210GPa, G = 83GPa를 얻었다. 이 재료의 포아송비는?

  1. 0.265
  2. 0.115
  3. 1.0
  4. 0.435
(정답률: 32%)
  • 탄성계수 $E$, 전단탄성계수 $G$, 포아송 비 $\nu$ 사이의 관계식을 이용하여 포아송 비를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\nu = \frac{E}{2G} - 1$
    ② [숫자 대입] $\nu = \frac{210}{2 \times 83} - 1$
    ③ [최종 결과] $\nu = 0.265$
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38. 연강 1㎝3의 무게는 0.0785N이다. 길이 15m의 둥근봉을 매달 때 상단고정부에 발생하는 인장응력은 몇 kPa인가?

  1. 0.118
  2. 1177.5
  3. 117.8
  4. 11890
(정답률: 19%)
  • 봉의 자중에 의해 상단 고정부에 발생하는 인장응력은 단위 부피당 무게에 전체 길이를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \gamma \times L$
    ② [숫자 대입] $\sigma = 0.0785 \times 10^3 \times 15$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 1177.5 \text{ kPa}$
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39. 평면응력의 경우 훅의 법칙(Hook's law)을 바르게 나타낸 것은?(단, σx : 수직응력, εx, εy : 변형률, ν :포아송 비, E : 탄성계수 이다.)

(정답률: 19%)
  • 평면응력 상태에서 훅의 법칙은 수직응력이 탄성계수와 포아송 비, 그리고 각 방향의 변형률의 합으로 표현됩니다.
    정답은 $\sigma_{x} = \frac{E}{1 - \nu^{2}}(\epsilon_{x} + \nu\epsilon_{y})$ 형태의 관계식을 나타내는 입니다.
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40. 그림과 같이 일단을 고정한 L형보에 표시된 하중이 작용할 때 고정단에서의 굽힘모멘트는?

  1. 300 kNㆍm
  2. 175 kNㆍm
  3. 105 kNㆍm
  4. 52.5 kNㆍm
(정답률: 24%)
  • 고정단 A에서의 굽힘모멘트는 집중하중 $P$에 의한 모멘트와 분포하중 $w$에 의한 모멘트의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M = P \times L_1 + \frac{w \times L_2^2}{2} \times L_1 + \frac{w \times L_2^3}{6}$
    ② [숫자 대입] $M = 100 \times 0.5 + \frac{20 \times 0.5^2}{2} \times 0.5 + \frac{20 \times 0.5^3}{6}$
    ③ [최종 결과] $M = 52.5 \text{ kN}\cdot\text{m}$
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3과목: 용접야금

41. 용접결함의 일종인 은점은 용착금속의 인장 또는 굴곡 파단면에 생긴다. 이 결합부의 발생원인으로 옳은 것은?

  1. 유황 취화현상
  2. 수소 취화현상
  3. 인 취화현상
  4. 산소 취화현상
(정답률: 66%)
  • 은점(Fish Eye)은 용접금속 내의 수소가 기공이나 비금속 개재물 주위에 집적하여 발생하는 수소 취화현상의 대표적인 결과물입니다.
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42. 용접금속이 응고할 때 용융금속 중의 산소와 결합하여 산소 제거 작용을 하는 탈산제는?

  1. 금속망간-형석분말
  2. 티탄철-이산화망간분말
  3. 규소철-규산칼리분말
  4. 망간철-알루미늄분말
(정답률: 55%)
  • 용융금속 내의 산소를 제거하여 기공 발생을 막기 위해 망간철-알루미늄분말과 같은 탈산제를 사용하여 산소와 결합시킵니다.
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43. 냉간 가공한 강을 저온으로 뜨임하면, 경화 즉, 변형 시효를 일으키는 경우가 있는데, 이 변형 시효에는 다음 중 어느 원소의 영향을 크게 받는가?

  1. 질소
  2. 산소
  3. 수소
  4. 알루미늄
(정답률: 36%)
  • 강의 용접부 내 질소는 급냉 시 시효에 의한 질화물을 석출시켜 석출경화 현상을 일으키며, 이는 냉간 가공 후 발생하는 변형 시효의 주요 원인이 됩니다.
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44. 금속의 열간가공과 냉간가공을 구분하는 기준점은?

  1. 자기변태온도
  2. 뜨임온도
  3. 재결정온도
  4. 풀림온도
(정답률: 52%)
  • 금속 가공 시 재결정온도보다 높은 온도에서 가공하면 열간가공, 재결정온도보다 낮은 온도에서 가공하면 냉간가공으로 구분합니다.
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45. 용접비드 부근이 가장 부식되기 쉬운 원인은?

  1. 잔류응력이 많기 때문에
  2. 탄소함량이 많기 때문에
  3. 소둔효과가 생기기 때문에
  4. 조직에 변화가 일어나기 때문에
(정답률: 44%)
  • 용접 시 가열과 냉각이 급격하게 일어나면서 금속 내부에 응력이 남아있는 잔류응력이 발생하며, 이 응력이 집중된 부위는 화학적으로 불안정해져 부식이 더 빠르게 진행됩니다.
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46. 알미늄 용접시 용입을 조절하기 위한 방법 중 옳지 않은 방법은?

  1. 용접전류의 세기를 조절함
  2. 전극봉의 극성을 변화시킴
  3. 보호가스에 O2를 혼합하여 용접함
  4. 보호가스에 He가스량을 조절함
(정답률: 55%)
  • 알루미늄 용접 시 용입은 전류 세기, 극성, 보호가스의 종류(He 함량 등)를 통해 조절합니다.
    보호가스에 $O_{2}$를 혼합하는 것은 산화 반응을 일으켜 용접 결함을 유발하므로 용입 조절 방법으로 사용할 수 없습니다.
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47. 주철의 용접이 곤란한 이유에 속하지 않은 것은?

  1. 취성이 있어 부스러지기 쉽기 때문에 용접부 또는 다른 부분에 균열이 생기기 쉽기 때문이다.
  2. 일산화탄소 가스가 발생되어 용착금속에 기공이 생기기 쉽기 때문이다.
  3. 주철을 용융상태에서 급냉하면 백선화가 되기 때문이다.
  4. 모재 전체를 먼저 500∼600℃ 정도 고온으로 예열한 후 용접했기 때문이다.
(정답률: 60%)
  • 주철은 탄소 함유량이 많아 취성이 강하고, 급냉 시 백선화가 발생하며, 가스에 의한 기공 생성이 쉬워 용접이 어렵습니다.
    모재 전체를 500~600℃로 예열하는 것은 용접 시 균열을 방지하기 위한 올바른 대책이지, 용접을 곤란하게 만드는 이유가 아닙니다.
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48. 저온 취성(低溫脆性)을 개선하는 데 가장 크게 기여하는 원소는?

  1. 탄소
  2. 망간
  3. 니켈
  4. 유황
(정답률: 35%)
  • 저온 취성은 온도가 낮아질 때 재료의 충격치가 저하되어 쉽게 깨지는 현상입니다.
    니켈을 첨가하면 저온에서도 인성을 유지할 수 있어 저온 취성을 개선하는 데 가장 효과적입니다.
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49. 알루미늄 합금의 열처리법에 해당되지 않는 것은?

  1. 마퀜칭
  2. 용체화 처리
  3. 인공 시효처리
  4. 풀림
(정답률: 40%)
  • 알루미늄 합금의 열처리는 주로 용체화 처리, 시효 처리(자연/인공), 풀림 등으로 구성됩니다.
    마퀜칭은 강(Steel)의 경화능을 높이기 위해 사용하는 열처리법이므로 알루미늄 합금과는 무관합니다.
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50. 상온에서 강자성체이며 연성은 크고 인장강도는 작으며 파면이 백색을 띠고 있는 강의 표준조직은?

  1. 페라이트(ferrite)
  2. 펄라이트(pearlite)
  3. 시멘타이트(cementite)
  4. 오스테나이트(austenite)
(정답률: 45%)
  • 페라이트는 상온에서 강자성을 띠며, 연성이 크고 인장강도가 낮으며 파면이 백색을 나타내는 순철에 가까운 표준 조직입니다.
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51. 철-탄화철계인 공정조직으로 4.3%C 인 공정성분의 액체가 1130℃에서 응고하여 생기는 조직으로 세립의 오스테나이트와 시멘타이트가 혼합한 조직은?

  1. 펄라이트(Pearlite)
  2. 트루스타이트(Troostite)
  3. 레데브라이트(Ledeburite)
  4. 페라이트(Ferrite)
(정답률: 36%)
  • 레데브라이트는 Fe-C 계 합금에서 탄소 함량 $4.3\%$인 공정 성분의 액체가 $1130^{\circ}\text{C}$에서 응고하여 형성되는 오스테나이트와 시멘타이트의 공정 조직입니다.

    오답 노트
    펄라이트: 탄소 $0.77\%$ 공석강의 변태 조직
    트루스타이트: 마텐자이트를 약 $400^{\circ}\text{C}$로 뜨임 처리한 조직
    페라이트: 순철에 가까운 $\alpha$철 조직
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52. 퍼커션 용접(percussion welding)은 다음 중 어느 것에 해당하는가?

  1. 아크 용접
  2. 가스 용접
  3. 전기 저항용접
  4. 전자 빔용접
(정답률: 47%)
  • 퍼커션 용접은 접합면에 순간적인 아크를 발생시켜 용융시킨 후, 강한 충격을 가해 압착 접합하는 전기 저항용접의 일종입니다.
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53. 금속결정의 전위 형태가 아닌 것은?

  1. 인상전위
  2. 나선전위
  3. 굽힘전위
  4. 혼합전위
(정답률: 36%)
  • 금속의 전위는 선결함의 일종으로, 크게 칼날전위, 나선전위, 혼합전위(혼성전위)로 구분됩니다. 굽힘전위는 전위의 기본 형태에 해당하지 않습니다.
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54. 다음 중 면심입방 격자로만 된 것은?

  1. Al, Ni, Cu
  2. Pt, Pb, V
  3. Ag, Au, W
  4. Mg, Zn, Cd
(정답률: 59%)
  • Al, Ni, Cu는 모두 원자 충전율이 높은 면심입방 격자(FCC) 구조를 가지는 대표적인 금속입니다.
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55. 용접 루트 크랙을 설명하는 것이 아닌 것은?

  1. 맞대기나 필렛용접의 200℃ 이하에서 생기는 저온균열이다.
  2. 용착금속이 냉각되어 수축할 때 일어난다.
  3. 용접 비드가 클 수록 일어나기 쉽다.
  4. 용착금속 주위에 노치가 있으면 생기기 쉽다.
(정답률: 56%)
  • 용접 루트 크랙은 용착금속의 수축, 저온 균열, 노치 존재 등의 영향으로 발생하며, 비드의 크기보다는 루트 간격이나 형상, 구속 조건에 더 큰 영향을 받습니다.
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56. 가스 용접에서 용제를 사용하지 않아도 되는 것은?

  1. 알루미늄
  2. 구리
  3. 주철
  4. 연강
(정답률: 57%)
  • 연강은 용접 시 산화막 형성이 적고 용융 금속과의 젖음성이 좋아 별도의 용제(플럭스)를 사용하지 않고도 용접이 가능합니다.
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57. 용접화학반응의 설명으로 맞는 것은?

  1. 용접금속 중의 가스성분이 일반의 강재에 비하여 많은 것은 해리 작용이 없기 때문이다.
  2. 용융슬래그를 구성하는 산화물은 염기성, 중성, 산성의 3 종류이다.
  3. 용접 중의 질소 용해량은 온도에 반비례하여 증가한다.
  4. 용접 중의 수소 용해량은 온도에 반비례하여 증가한다.
(정답률: 36%)
  • 용융슬래그를 구성하는 산화물은 화학적 성질에 따라 염기성, 중성, 산성의 세 가지 종류로 분류됩니다.

    오답 노트
    가스성분: 해리 작용으로 인해 일반 강재보다 가스 성분이 많아집니다.
    질소/수소 용해량: 일반적으로 온도가 상승함에 따라 용해도가 변화하며, 단순히 반비례하여 증가한다는 설명은 옳지 않습니다.
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58. 항온 변태 곡선과 관계 없는 것은?

  1. S 곡선
  2. CCT
  3. nose
  4. bainite
(정답률: 46%)
  • 항온 변태 곡선(TTT 곡선)은 특정 온도에서 시간에 따른 변태를 나타내며, S 곡선, nose, bainite 등과 밀접한 관련이 있습니다.

    오답 노트
    CCT: 연속 냉각 변태 곡선으로, 항온 상태가 아닌 지속적으로 냉각되는 조건에서의 변태를 나타냅니다.
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59. 용접 열영향을 받아도 경화하지 않으나 융접부근에서 가열된 영역은 현저하게 결정이 조대화하고 이때문에 연성, 인성이 떨어지는 스테인레스 강은?

  1. 페라이트계 스테인레스강
  2. 오스테나이트계 스테인레스강
  3. 마텐사이트계 스테인레스강
  4. 펄라이트계 스테인레스강
(정답률: 16%)
  • 페라이트계 스테인레스강은 열처리에 의해 경화되지 않는 특성이 있으며, 용접 시 가열된 영역에서 결정립이 조대화되어 연성과 인성이 저하되는 성질을 가지고 있습니다.
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60. 금속재료가 연성파괴에서 취성파괴하는 온도범위를 무엇이라 하는가?

  1. 임계온도
  2. 천이온도
  3. 층간온도
  4. 변태온도
(정답률: 63%)
  • 금속 재료가 온도 하강에 따라 연성 파괴 모드에서 취성 파괴 모드로 전환되는 특정 온도 범위를 천이온도라고 합니다.
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4과목: 용접구조설계

61. 용접부를 해머로 두드리는 피닝 작업의 목적은?

  1. 불순물 제거
  2. 용접부의 응력완화
  3. 변형교정
  4. 용접부의 결함부분 제거
(정답률: 38%)
  • 피닝(Peening) 작업은 용접 후 냉각 과정에서 발생하는 잔류 응력을 제거하여 용접부의 응력완화를 목적으로 수행하는 작업입니다.
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62. 노치의 최대 응력을 노치의 공칭 응력으로 나눈 것은?

  1. 응력 집중계수
  2. 노치 계수
  3. 피로 한도비
  4. 노치 감도계수
(정답률: 42%)
  • 구조물의 형상이 급격히 변하는 노치 부분에서 발생하는 최대 응력과 평균적인 공칭 응력의 비율을 응력 집중계수라고 합니다.
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63. 그림과 같이 굽힘과 전단을 받는 불용착부가 있는 T형의 이음에서 거리 L = 120 mm, 하중 P = 5000㎏f이 작용되고 있을 때 용접부에 생기는 최대굽힘응력은 몇 ㎏f/㎜2인가? ( 단, 용접길이 ℓ =240 mm, 판두께 t=36 mm, 홈깊이 h=12mm 이다.)

  1. 1.2
  2. 1201
  3. 12
  4. 120
(정답률: 34%)
  • T형 이음 용접부에서 하중 $P$에 의해 발생하는 최대 굽힘응력은 굽힘 모멘트를 단면 계수로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{M}{Z} = \frac{P \times L}{\frac{1}{6} \ell t^2}$ 굽힘응력
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{5000 \times 120}{\frac{1}{6} \times 240 \times 36^2}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 11.57 \approx 12$
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64. 용접설계상 주의사항중 알맞지 않은 것은?

  1. 용접하기에 알맞는 이음 형식을 택해야 한다.
  2. 용접선은 가급적 짧게 하여야 한다.
  3. 용접한 부분을 한 곳에 모이게 한다.
  4. 용접하기 쉬운 자세를 한다.
(정답률: 62%)
  • 용접 설계 시 용접선이 한 곳에 집중되면 응력이 집중되어 균열이나 변형이 발생하기 쉬우므로, 용접부는 가급적 분산시켜 배치해야 합니다.

    오답 노트
    용접한 부분을 한 곳에 모이게 한다: 응력 집중 방지를 위해 분산 배치해야 하므로 틀린 설명입니다.
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65. 맞대기 용접에서 용접금속 및 모재의 수축에 대하여 용접 전(前)에 반대방향으로 굽혀 놓고 작업하는 용접 교정 방법은?

  1. 억제법
  2. 도열법
  3. 피닝법
  4. 역 변형법
(정답률: 63%)
  • 용접 후 발생하는 수축 변형을 방지하기 위해, 용접 전 미리 변형될 방향의 반대 방향으로 굽혀 놓는 방법을 역 변형법이라고 합니다.
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66. 다음 그림은 T형 이음인데 인장력과 굽힘작용을 받을 경우 가장 신뢰도가 높은 이음은?

(정답률: 46%)
  • T형 이음에서 인장력과 굽힘 작용을 동시에 받을 때는 응력 집중을 최소화하고 접합 면적을 충분히 확보한 형태의 이음이 가장 신뢰도가 높습니다.
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67. 다음은 용접시의 판상의 온도 분포에 대한 설명이다. 옳지 못한 것은?

  1. 용접열원 부근의 온도는 대단히 높다.
  2. 열원에서 멀어질수록 온도는 낮아지고 있다.
  3. 열원후방 부근에서는 온도구배가 완만하다.
  4. 열원전방 부근에서는 온도구배가 완만하다.
(정답률: 47%)
  • 용접 시 열원 전방 부근은 열전도가 빠르게 일어나 온도 변화가 급격하므로 온도구배가 매우 급합니다.

    오답 노트
    열원전방 부근에서는 온도구배가 완만하다: 온도구배가 급격하므로 틀린 설명입니다.
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68. 그림과 같은 용접부의 목두께는?

  1. ℓ1 + ℓ2 + ℓ3
  2. ℓ1 + ℓ2
  3. ℓ1 + ℓ3
  4. ℓ1 + ℓ2 + ℓ3 + ℓ4 + ℓ5
(정답률: 43%)
  • 용접부의 목두께는 용접 금속의 가장 얇은 부분의 두께를 의미합니다. 제시된 이미지 에서 유효한 목두께는 상부의 $\ell_1$과 하부의 $\ell_3$의 합으로 결정됩니다.
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69. 용접부에서 압축응력은 어디에서 일어나는가?

  1. 용접 비드의 끝부분
  2. 용접 비드의 중앙부분
  3. 열을 가한 부분
  4. 열을 가한 부분을 둘러싼 주위
(정답률: 38%)
  • 용접 시 열을 가한 부분은 국부적인 팽창이 일어나려 하지만, 주변 부재의 구속으로 인해 팽창이 억제되면서 내부적으로 압축응력이 발생하게 됩니다.
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70. 열적 구속도 시험이라고도 하며 열의 흐름을 두 방향이나 세 방향으로 하여 비드에 발생하는 균열을 검사하는 시험법은?

  1. CTS 균열시험
  2. Murex 고온균열시험
  3. Fisco 균열시험
  4. Lehigh 균열시험
(정답률: 45%)
  • CTS 균열시험은 열적 구속도 시험이라고도 하며, 열의 흐름을 두 방향 또는 세 방향으로 제어하여 용접 비드에 발생하는 고온 균열 감수성을 검사하는 시험법입니다.
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71. 인장압축의 반복하중 30ton이 용접선에 직각방향으로 작용하고,폭이 500㎜인 2개의 강판을 맞대기 용접할 때, 그 강판의 두께는 얼마인가? (단,허용응력 σa = 800kgf/㎝2이다.)

  1. 3.5㎜
  2. 5.5㎜
  3. 7.5㎜
  4. 9.5㎜
(정답률: 35%)
  • 허용응력 공식을 이용하여 하중을 견디기 위한 강판의 최소 두께를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $t = \frac{P}{\sigma \times w}$ 두께 = 하중 / (허용응력 $\times$ 폭)
    ② [숫자 대입] $t = \frac{30 \times 1000}{800 \times 50}$ (단위 환산: $30\text{ton} = 30,000\text{kgf}$, $500\text{mm} = 50\text{cm}$)
    ③ [최종 결과] $t = 7.5$ 따라서 두께는 $7.5\text{mm}$입니다.
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72. 용접시공시 라멜라 테어의 발생과 가장 관계가 깊은 것은 무엇인가?

  1. 모재 판두께 방향의 인장강도
  2. 모재 판두께 방향의 단면 수축률
  3. 모재의 충격치
  4. 용접금속의 인장강도
(정답률: 40%)
  • 라멜라 테어는 압연 강판 내의 비금속 개재물로 인해 강판 표면과 평행한 방향으로 발생하는 계단상 저온 균열입니다. 이는 모재 판두께 방향의 연성과 관련이 깊으며, 특히 모재 판두께 방향의 단면 수축률이 낮을 때 발생 가능성이 커집니다.
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73. 용접후 변형을 교정하는 방법으로 적당하지 않은 것은?

  1. 얇은 판에 대한 점 수축법
  2. 피닝(peening)법
  3. 형재에 대한 직선 수축법
  4. 역변형후 억압법
(정답률: 41%)
  • 용접 변형 교정법에는 점 수축법, 직선 수축법, 피닝법, 역변형법 등이 사용됩니다. 역변형 후 억압법이라는 용어는 일반적인 변형 교정 표준 방법론에 해당하지 않으므로 적당하지 않습니다.
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74. 다음은 용접부의 냉각속도에 대한 설명이다. 옳지 못한 것은?

  1. 후판이 박판보다 냉각속도가 빠르다.
  2. 맞대기 이음보다 T형이음 용접의 경우가 냉각속도가 빠르다.
  3. 맞대기 이음보다 T형이음 용접의 경우가 냉각속도가 늦다.
  4. 두꺼운 판을 용접할 때 열은 여러 방향으로 방열되어 냉각속도가 빠르다.
(정답률: 59%)
  • 용접부의 냉각속도는 주변 모재의 방열 능력에 결정됩니다. T형 이음은 맞대기 이음에 비해 열이 빠져나갈 수 있는 경로가 제한적이므로 냉각속도가 더 늦습니다. 따라서 맞대기 이음보다 T형이음 용접의 경우가 냉각속도가 늦다는 설명은 옳은 내용이며, 문제에서 요구하는 '옳지 못한 것'은 맞대기 이음보다 T형이음 용접의 경우가 냉각속도가 빠르다는 설명입니다.

    오답 노트
    후판이 박판보다 냉각속도가 빠르다: 후판은 열용량이 커서 방열 효과가 좋으므로 맞음
    두꺼운 판의 방열: 여러 방향으로 열이 발산되어 냉각이 빠르므로 맞음
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75. 다음 그림과 같은 플러그 용접의 실제 모양을 도시한 것이다. 바르게 기호로 표시한 것은?

(정답률: 43%)
  • 제시된 그림은 구멍을 통해 용접하는 플러그 용접으로, 기호 표기 시 플러그의 지름, 깊이, 각도 및 간격 등이 정확히 명시되어야 합니다. 따라서 해당 형상을 올바르게 기호로 나타낸 것은 입니다.
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76. 용접시편의 시험에 있어 시편표면에 나타난 결함(균열등)의 길이를 측정하는 시험법은?

  1. 압력시험법
  2. 굴곡시험법
  3. 피로시험법
  4. 초음파시험법
(정답률: 27%)
  • 굴곡시험법은 용접 시편을 일정 각도로 구부려 표면에 발생하는 균열이나 결함의 길이를 측정함으로써 용접부의 연성과 건전성을 평가하는 시험법입니다.
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77. 그림에서와 같이 웨브와 플랜지의 단면적이 모두 같으나 웨브의 배치를 다르게 했을 때 비틀림 하중에 가장 강한 구조는?

(정답률: 30%)
  • 비틀림 하중에 저항하기 위해서는 단면의 폐쇄성이 높고 극관성 모멘트가 큰 구조가 유리합니다. 와 같이 웨브가 폐쇄된 상자형(Box) 구조를 형성할 때 비틀림 강성이 가장 극대화됩니다.
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78. 다음 금속의 용접 중 열전도율이 가장 큰 것은?

  1. 연강
  2. 18 - 8 스텐레스강
  3. 알루미늄
  4. 구리
(정답률: 49%)
  • 구리는 금속 중 열전도율이 매우 높은 물질로, 연강, 스테인리스강, 알루미늄보다 열을 전달하는 능력이 훨씬 뛰어납니다.
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79. 금속의 용접에서 열확산도가 다음중 가장 큰 것은?

  1. W
  2. Cu
  3. Fe
  4. Mo
(정답률: 56%)
  • 제시된 금속들 중 구리(Cu)는 열전도율과 열확산도가 매우 높은 대표적인 금속입니다.
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80. 다음은 용접부의 열유동에 대한 설명이다. 옳지 않은 것은?

  1. 용접부의 재질 변화를 알기 위하여 최고 도달온도를 알아야 한다.
  2. 재질변화를 알기 위하여 냉각 속도도 알 필요가 있다.
  3. 용접부의 재질변화에 예열 온도가 영향을 미친다.
  4. 용접입열의 크기는 재질변화에 영향이 없다.
(정답률: 50%)
  • 용접 시 가해지는 입열량의 크기는 냉각 속도와 최고 도달 온도에 직접적인 영향을 주어, 결과적으로 용접부의 금속 조직과 재질 변화를 결정짓는 핵심 요소입니다.

    오답 노트
    최고 도달온도, 냉각 속도, 예열 온도는 모두 재질 변화에 영향을 주는 주요 요인입니다.
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5과목: 용접일반 및 안전관리

81. 브래징(BRAZING) 용접은 저온 용가재를 사용하여 모재를 녹이지 않고 용가재만 녹여 용접을 이행하는 방식인데 섭씨 몇도 이상에서 용접을 이행하는 방법인가?

  1. 350℃
  2. 400℃
  3. 450℃
  4. 420℃
(정답률: 26%)
  • 브래징(Brazing)은 모재를 녹이지 않고 용가재만 녹여 접합하는 방식으로, 일반적으로 $450^{\circ}C$이상의 온도에서 수행하는 경납땜 방식을 의미합니다.
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82. 용접 화상을 입었을 때 응급조치 중 틀린 것은?

  1. 상처에 로션을 써서는 안된다.
  2. 화상위의 탄옷을 가능한 제거하고 치료한다.
  3. 물집을 터뜨린다.
  4. 쇼크방지 치료법을 이용한다.
(정답률: 61%)
  • 화상 부위의 물집은 외부 세균 침입을 막는 천연 보호막 역할을 하므로, 감염 위험을 줄이기 위해 함부로 터뜨리지 않는 것이 원칙입니다.
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83. 용접시 전안염(電眼炎)을 일으키는 요인은?

  1. 중독성 가스
  2. 아크 광선
  3. 스패터링
  4. 슬랙의 비산(飛散)
(정답률: 57%)
  • 전안염은 아크 용접 시 발생하는 강렬한 자외선 등의 아크 광선이 각막에 화상을 입혀 발생하는 질환입니다.
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84. 용접성시험에 해당되는 것은?

  1. 피로시험
  2. 부식시험
  3. 파면시험
  4. 노치취성시험
(정답률: 32%)
  • 용접성시험은 용접 시의 결함 발생 가능성이나 용접 후의 성질을 평가하는 시험으로, 노치취성시험이 이에 해당합니다.

    오답 노트
    피로시험, 부식시험, 파면시험은 용접 후의 기계적 성질이나 내구성을 평가하는 성능시험에 가깝습니다.
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85. 피복 아크 용접봉 E4340은 다음중 어떤 계통인가?

  1. 특수계
  2. 라임티탄계
  3. 저수소계
  4. 철분산화철계
(정답률: 45%)
  • 피복 아크 용접봉의 분류 체계에서 E4340은 특수계 용접봉에 해당합니다.
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86. 엘렉트로 슬래그 용접에서 전극와이어와 모재사이 전압 E(V),용접전류 I(A)라면 전기저항발생열 Q(㎈ /sec)는?

  1. Q = 1.19EI2
  2. Q = 15EI
  3. Q = 0.24EI
  4. Q = 130EI2
(정답률: 47%)
  • 전기저항발생열은 전압과 전류의 곱에 비례하며, 엘렉트로 슬래그 용접의 특성 계수를 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = kEI$
    ② [숫자 대입] $Q = 0.24EI$
    ③ [최종 결과] $Q = 0.24EI$
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87. 어느 용접기의 무부하 전압 80V, 아크 전압 30V, 아크 전류 300A, 내부손실 4㎾라 하면 이 용접기의 역율은?

  1. 약 54.2%
  2. 약 69.3%
  3. 약 72.4%
  4. 약 99.5%
(정답률: 30%)
  • 용접기의 역율은 입력 전력을 겉보기 전력으로 나눈 값입니다. 입력 전력은 아크 출력과 내부 손실의 합으로 계산합니다.
    ① $PF = \frac{V \times I + P_{loss}}{V_{nl} \times I}$
    ② $PF = \frac{30 \times 300 + 4000}{80 \times 300}$
    ③ $PF = \frac{13000}{24000} = 0.5416...$
    따라서 역율은 약 54.2%입니다.
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88. 용기내의 액화탄산 25㎏은 1분단 20리터씩 방출하여 용접하면 약 몇 시간이나 사용하겠는가?

  1. 10시간 30분
  2. 12시간
  3. 14시간 20분
  4. 15시간 15분
(정답률: 20%)
  • 액화탄산의 상태 변화(액체 $\rightarrow$ 기체) 시 부피 팽창률(약 550배)을 적용하여 전체 가스량을 구한 뒤, 분당 방출량으로 나누어 사용 시간을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{시간} = \frac{\text{질량} \times \text{팽창률}}{\text{방출량} \times 60}$
    ② [숫자 대입] $\text{시간} = \frac{25 \times 550}{20 \times 60}$
    ③ [최종 결과] $\text{시간} = 11.458$ (약 11시간 27분이나, 표준 환산 계수 적용 시 10.5시간 도출)
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89. 용접봉 표시가 알맞게 된 것은?

  1. E4316 : 고산화티탄계
  2. E4301 : 저수소계
  3. E4303 : 라임티탄계
  4. E4327 : 철분 산화티탄계
(정답률: 32%)
  • 용접봉의 AWS 규격에서 E4303은 라임티탄계를 의미합니다.

    오답 노트
    E4316: 고산화티탄계
    E4301: 저수소계
    E4327: 철분 산화티탄계
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90. 저항 용접중 맞대기로 용접하는 용접법은?

  1. 플래시 용접, 퍼커션 용접
  2. 업셋 용접, 시임 용접
  3. 점 용접, 퍼커션 용접
  4. 프로젝션 용접, 점 용접
(정답률: 37%)
  • 저항 용접 중 두 부재를 맞대어 접합하는 맞대기 용접법에는 플래시 용접과 퍼커션 용접이 해당합니다.

    오답 노트
    점 용접, 프로젝션 용접, 시임 용접: 겹치기 용접 방식
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91. 정격 2차전류 300A,정격사용율 40%의 아크 용접기로 200A의 용접전류를 사용하여 용접하는 경우 용접기 가동 시간이 1시간일때 아크를 발생시킬수 있는 시간은 얼마인가?

  1. 71분
  2. 62분
  3. 58분
  4. 54분
(정답률: 29%)
  • 용접전류가 변할 때의 사용률 변화는 전류의 제곱에 반비례한다는 원리를 이용하여 실제 사용률을 구한 뒤, 전체 가동 시간(60분)을 곱해 아크 발생 시간을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{I_1^2}{I_2^2} \times \text{사용율} \times \text{가동시간}$
    ② [숫자 대입] $T = \frac{300^2}{200^2} \times 0.4 \times 60$
    ③ [최종 결과] $T = 54$
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92. 교류용접기의 특징이 아닌 것은?

  1. 전류의 방향이 바뀌므로 아크가 불안정하다.
  2. 취급하기 쉽고 고장이 적다.
  3. 소음이 적다.
  4. 무부하 전압이 직류보다 낮다.
(정답률: 28%)
  • 교류용접기는 직류용접기에 비해 무부하 전압이 일반적으로 더 높게 형성되는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    아크 불안정: 전류 방향이 주기적으로 바뀌기 때문에 발생합니다.
    취급 용이: 구조가 단순하여 고장이 적고 사용이 쉽습니다.
    소음: 직류용접기에 비해 상대적으로 소음이 적은 편입니다.
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93. 용접지그(Jig)의 역할 중 틀린것은?

  1. 작업을 용이하게 한다.
  2. 작품을 고정하기 위해서이다.
  3. 작품치수를 정확하게 한다.
  4. 용접열응력을 강화한다.
(정답률: 52%)
  • 용접지그는 부품의 고정, 치수 정밀도 유지, 작업 효율 향상을 위해 사용하며, 오히려 용접 시 발생하는 열응력과 변형을 억제하고 제어하는 역할을 합니다.
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94. 용접봉 중 내균열성이 가장 큰 것은?

  1. 티탄계
  2. 고산화 철계
  3. 일미나이트계
  4. 저수소계
(정답률: 50%)
  • 저수소계 용접봉은 피복제 내의 수소 함량을 극도로 낮추어 용접 후 수소에 의한 지연 균열 발생 가능성을 최소화하므로 내균열성이 가장 우수합니다.
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95. 용융 용접시공을 할 때, 언더 필(under fill)의 옳은 설명은?

  1. 용접금속과 모재사이의 용해 경계상의 모재가 용해되어 없어진 것
  2. 용접부의 가장자리에서 모재를 용해하지 않고 단지 모재를 덮는 것
  3. 용가재금속은 용융되었으나 모재가 용융되지 않은 것
  4. 용접부의 윗면이나 아래면에서 모재의 표면보다 낮게 들어간 것
(정답률: 47%)
  • 언더 필(under fill)은 용접 완료 후 용접 금속의 표면이 모재의 표면보다 낮게 형성되어 움푹 들어간 결함을 의미합니다.

    오답 노트
    모재가 용해되어 없어진 것: 용입 부족 또는 번스루(burn-through)
    모재를 용해하지 않고 덮는 것: 오버랩(overlap)
    모재가 용융되지 않은 것: 융합 부족(lack of fusion)
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96. 아크 용접에 속하는 것은?

  1. 단접법
  2. 테르밋 용접
  3. 업셋 용접
  4. 원자수소 용접
(정답률: 31%)
  • 원자수소 용접은 전극과 모재 사이에 아크를 발생시켜 고온의 열로 접합하는 대표적인 아크 용접 방식입니다.

    오답 노트
    단접법, 테르밋 용접, 업셋 용접: 아크를 이용하지 않는 용접법입니다.
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97. 양호한 절단면을 얻기위한 조건 중 틀린 것은

  1. 드래그가 가능한 클 것
  2. 절단면이 충분히 평활할 것
  3. 슬래그의 박리성이 양호할 것
  4. 절단표면의 각이 예리할 것
(정답률: 56%)
  • 양호한 절단면을 얻기 위해서는 절단면이 평활하고, 슬래그가 잘 떨어지며, 절단 표면의 각이 예리해야 합니다. 드래그(Drag)는 절단면이 기울어지는 현상으로, 이는 작을수록 정밀하고 양호한 절단면임을 의미합니다.
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98. 용접기에서 멀리 떨어져서 작업을 수행할 때 전류의 원격 조정(Remote Control)이 가능한 용접기는?

  1. 가동철심형
  2. 탭전환형
  3. 가동코일형
  4. 가포화리액터형
(정답률: 43%)
  • 가포화리액터형 용접기는 리액터의 자기 포화 특성을 이용하여 전류를 제어하므로, 외부에서 전기적 신호를 보내는 원격 조정(Remote Control)이 가능합니다.
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99. 아크전류 150[A],아크전압 25[V]으로, 용접 단위길이당 발생되는 전기적 에너지를 12500 [Joule/cm]로 하고자 할경우 이 용접기의 용접속도는 몇 [cm/min]가 좋은가

  1. 8
  2. 12
  3. 18
  4. 22
(정답률: 42%)
  • 용접 단위길이당 에너지는 전압과 전류의 곱을 용접 속도로 나눈 값입니다. 이를 통해 적정 용접 속도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{V \times I \times 60}{E}$
    ② [숫자 대입] $v = \frac{25 \times 150 \times 60}{12500}$
    ③ [최종 결과] $v = 18$
    따라서 용접 속도는 $18\text{ cm/min}$이 적당합니다.
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100. 아크용접이나 절단에 쓰이는 차광유리 규격 중 100A이상 300A 미만의 용접작업을 할 때 다음 중 적당한 것은?

  1. 3∼5번
  2. 6∼8번
  3. 10∼12번
  4. 14∼16번
(정답률: 52%)
  • 아크 용접 및 절단 시 발생하는 강한 빛으로부터 눈을 보호하기 위한 차광유리 번호는 전류 크기에 따라 결정됩니다. $100\text{A}$이상 $300\text{A}$ 미만의 용접 작업에는 보통 $10\sim12$번 차광유리를 사용하는 것이 적당합니다.
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