용접기사 필기 기출문제복원 (2004-03-07)

용접기사 2004-03-07 필기 기출문제 해설

이 페이지는 용접기사 2004-03-07 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

용접기사
(2004-03-07 기출문제)

목록

1과목: 기계제작법

1. 단조완료 온도는 어느 정도로 하는가?

  1. 재결정온도 보다 약간 높게 한다.
  2. A1 변태점보다 약간 높게 한다.
  3. A3 변태점보다 약간 높게 한다.
  4. 청열취성 온도보다 약간 높게 한다.
(정답률: 67%)
  • 단조 완료 온도는 결정립의 미세화를 위해 변태점 직상($750 \sim 800^{\circ}\text{C}$)으로 설정하는 것이 바람직하며, 이는 일반적으로 재결정온도보다 약간 높은 수준에 해당합니다.
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2. 분할대로서 5등분하려면 분할 크랭크의 회전수를 얼마로 하면 되는가? (다만, 웜기어비는 40:1이고, 신시나티형(型)이다.)

  1. 7
  2. 8
  3. 9
  4. 10
(정답률: 70%)
  • 신시나티형 분할대의 회전수 계산은 웜기어비에 1을 더한 값에 분할수를 곱한 뒤, 분할하려는 수로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{40 + 1}{n}$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{41}{5}$
    ③ [최종 결과] $N = 8.2$
    계산 결과 $8.2$회전이 나오며, 가장 근접한 정답은 $8$회전입니다.
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3. 선반의 크기를 정하는 규격이 아닌 것은?

  1. 베드위의 스윙
  2. 왕복대위의 스윙
  3. 베드의 높이
  4. 양쎈터 사이의 최대 거리
(정답률: 19%)
  • 선반의 크기를 결정하는 주요 규격은 가공 가능한 공작물의 최대 크기와 길이를 나타내는 지표들입니다. 에서 알 수 있듯이 베드 위의 스윙, 왕복대 위의 스윙, 양센터 사이의 최대 거리가 이에 해당하며, 베드의 높이는 기계의 규격을 정하는 기준이 아닙니다.
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4. 펀치와 다이의 시어각(shear angle)에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 두꺼운 판을 가공하고 펀칭력을 감소시키기 위하여 다이 나 펀치 날끝선에 경사를 붙인 것이 시어각이다.
  2. 피어싱에는 다이에, 블랭킹에는 펀치에 시어각을 붙인다.
  3. 모든 펀치에는 시어각을 두어 펀칭에서 힘을 감소시키는 것이 좋다.
  4. 다이에 시어각을 두면 다이의 수명이 연장되고 동력이 적게 들고 가공치수가 정확하다.
(정답률: 알수없음)
  • 시어각(Shear angle)은 전단 가공 시 펀치나 다이의 날끝선에 경사를 주어, 재료가 한꺼번에 잘리지 않고 순차적으로 잘리게 함으로써 펀칭력을 감소시키기 위해 사용합니다.

    오답 노트
    피어싱/블랭킹 구분 없이 필요에 따라 펀치나 다이 모두에 적용 가능함: 피어싱에는 다이에, 블랭킹에는 펀치에 시어각을 붙인다는 설명은 틀림
    모든 펀치에 적용하는 것이 좋음: 무조건적인 적용보다는 두꺼운 판 가공 시 효율적임
    가공 치수 정확도: 시어각을 너무 크게 주면 오히려 치수 정밀도가 떨어질 수 있음
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5. 공작물의 수가 적은 경우, 납등을 이용하여 전기, 가스로 가열 용융시켜 절삭공구의 뜨임에 많이 이용되는 방법은

  1. 노중 냉각에 의한 방법
  2. 열욕 (熱浴)에 의한 방법
  3. 유자 (油煮)에 의한 방법
  4. 템퍼링 색깔을 응용하는 방법
(정답률: 알수없음)
  • 뜨임(Tempering)은 경화된 재료에 인성을 부여하기 위해 $650^{\circ}\text{C}$이하에서 재가열하는 처리입니다. 특히 공작물 수가 적을 때 납 등을 이용해 가열 용융시켜 처리하는 방식은 열욕(熱浴)에 의한 방법입니다.
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6. 그림과 같이 접합할 모재의 한쪽에 긴 구멍을 뚫고, 판의 표면까지 가득히 용접하여 다른 모재와 접합하는 용접은

  1. 맞대기 용접
  2. 겹치기 용접
  3. 덮개판 용접
  4. 플러그 용접
(정답률: 70%)
  • 한쪽 모재에 뚫린 구멍을 통해 다른 모재와 접합하며 표면까지 가득 채워 용접하는 방식은 플러그 용접의 전형적인 특징입니다.
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7. 전해연마의 특징으로 틀린 것은?

  1. 가공면에는 방향성이 있다.
  2. 복잡한 형상의 공작물, 선 등의 연마도 가능하다.
  3. 내마멸성, 내부식성이 좋아진다.
  4. 면이 깨끗하고 도금이 잘 된다.
(정답률: 알수없음)
  • 전해연마는 전해액 속에서 돌출부의 전류 밀도가 높아져 우선적으로 용해되는 원리를 이용하므로, 기계적 연마와 달리 가공면에 방향성이 없는 매우 평활한 표면을 얻을 수 있습니다.

    오답 노트
    복잡한 형상 연마: 전해액에 담그는 방식이므로 가능함
    내마멸성/내부식성: 표면 정밀도가 높아져 향상됨
    도금 품질: 깨끗한 표면 덕분에 도금이 잘 됨
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8. 기계공작에서 각도측정에 사용되는 측정기는?

  1. 옵티컬 플랫(optical flat)
  2. 레벨(level)
  3. 광학 평면검사기
  4. 조도계(roughness indicator)
(정답률: 알수없음)
  • 레벨(level)은 기계 설치나 공작물 측정 시 수평 상태나 특정 각도를 측정하는 데 사용되는 정밀 측정기입니다.

    오답 노트
    옵티컬 플랫, 광학 평면검사기: 평면도 측정용
    조도계: 표면 거칠기 측정용
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9. 덧쇳물(riser,feeder)의 역할로서 옳지 않은 것은?

  1. 균열이 생기는 것을 방지한다.
  2. 주형내의 불순물과 용제의 일부를 밖으로 배출한다.
  3. 주형내의 쇳물에 압력을 준다.
  4. 금속이 응고할 때 수축으로 인한 쇳물 부족을 보충한다.
(정답률: 22%)
  • 덧쇳물은 금속 응고 시 발생하는 수축 결함을 방지하기 위해 쇳물을 보충하고, 불순물을 배출하며, 주형 내에 압력을 가하는 역할을 합니다. 균열 방지는 덧쇳물의 직접적인 역할이 아닙니다.
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10. 표면경화의 효과를 얻기 위한 방법들 중 잘못된 것은?

  1. 화염경화염
  2. 탈탄법
  3. 질화법
  4. 청화법(시안화법)
(정답률: 알수없음)
  • 표면경화는 표층에 탄소나 질소 등을 침투시켜 경도를 높이는 방법입니다. 탈탄법은 오히려 표면의 탄소를 제거하는 공정이므로 표면경화 방법으로 부적절합니다.

    오답 노트
    화염경화염, 질화법, 청화법: 표면의 경도를 높이는 대표적인 표면경화법입니다.
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11. 소성가공에서 열간가공과 냉간가공 구별의 기준온도는?

  1. 담금질 온도
  2. 재결정온도
  3. 변태온도
  4. 단조온도
(정답률: 60%)
  • 소성가공에서 가공 온도가 재결정온도보다 높으면 열간가공, 낮으면 냉간가공으로 구분합니다. 재결정온도는 변형된 결정이 가열되어 새로운 결정으로 바뀌기 시작하는 기준 온도입니다.
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12. 디프 드로잉가공(deep drawing)의 설명 중 틀린 것은?

  1. 다이의 모서리 둥글기 반지름이 크면 주름이 쉽게 나타나지 않는다.
  2. 드로잉 작업이 진행되는 동안 소재 누름판으로 다이상면에 접하고 있는 소재를 눌러 주어야 한다.
  3. 펀치와 다이 사이의 간극은 재료 두께와 다이 벽과의 마찰을 피하기 위한 간극과를 합한 것이다.
  4. 다이 모서리의 반지름이 작으면 모서리 부분에 터짐이 나타나기 쉽다.
(정답률: 알수없음)
  • 디프 드로잉 가공 시 다이의 모서리 반지름이 너무 크면 소재가 펀치와 다이 사이에서 충분히 구속되지 않아 오히려 주름이 발생하기 쉽습니다.

    오답 노트
    다이 모서리의 반지름이 작으면 모서리 부분에 터짐이 나타나기 쉽다: 반지름이 너무 작으면 응력 집중으로 터짐 발생 가능 (옳은 설명)
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13. 둥근날 바이트로 선삭할 때 가공면의 이론적 표면 거칠기는 다음 어느 것으로 나타낼 수 있는가? (단, f는 이송, R는 공구의 날끝 반지름이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 둥근날 바이트를 이용한 선삭 가공 시, 이송량과 날끝 반지름에 의해 결정되는 이론적 표면 거칠기(최대 높이) 공식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{Roughness} = \frac{f^2}{8R}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{Roughness} = \frac{f^2}{8R}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{f^2}{8R}$$
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14. 주물의 정밀도가 높고 표면이 깨끗하며 다량생산이 가능하고 오직 비철 금속의 주조에만 한정되는 것은?

  1. 셀 몰드 주조법
  2. 칠드 주조법
  3. 다이케스팅법
  4. 원심 주조법
(정답률: 알수없음)
  • 다이케스팅법은 정밀하게 가공된 금형에 용해 금속을 압입하여 성형하는 방법으로, 치수 정밀도가 높고 표면이 깨끗하며 비철 금속(아연, 알루미늄 등)의 대량 생산에 최적화된 공법입니다.
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15. 빌트업에지(built-up edge)를 작게하는 설명으로 옳은 것은?

  1. 공구 윗면 경사각을 작게한다.
  2. 마찰계수가 큰 절삭공구를 사용한다.
  3. 저속으로 절삭한다.
  4. 칩의 두께를 감소시킨다.
(정답률: 19%)
  • 빌트업 에지는 점성이 강한 재료를 절삭할 때 날끝에 칩이 부착되는 현상으로, 이를 방지하려면 칩의 두께를 감소시키거나 경사각을 크게 하고 절삭 속도를 높여야 합니다.

    오답 노트
    공구 윗면 경사각을 작게한다: 경사각을 크게 해야 방지됨
    마찰계수가 큰 절삭공구를 사용한다: 마찰을 줄여야 함
    저속으로 절삭한다: 고속 절삭 시 방지됨
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16. 평면도를 측정하는 데에, 상관이 없는 측정 기구는?

  1. 수준기
  2. 광선정반
  3. 오토콜리메이터
  4. 공구현미경
(정답률: 50%)
  • 수준기, 광선정반, 오토콜리메이터는 평면의 기울기나 평탄도를 측정하는 데 사용되지만, 공구현미경은 주로 공구의 형상, 치수, 각도를 측정하는 투영 측정기입니다.
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17. 다이얼게이지(dial gage)의 특성이 아닌 것은?

  1. 측정범위가 비교적 넓다.
  2. 다원 측정이 가능하다.
  3. 시차가 적다.
  4. 직접 측정에 적합하다.
(정답률: 알수없음)
  • 다이얼게이지는 기준면으로부터의 차이를 측정하는 비교 측정기이므로, 직접 측정보다는 비교 측정에 적합한 도구입니다.
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18. 불활성가스를 사용하는 용접은?

  1. 스폿(SPOT)용접
  2. 미그(MIG)용접
  3. 스텃(STUD)용접
  4. 텔밋(THERMIT)용접
(정답률: 93%)
  • 미그(MIG)용접은 Metal Inert Gas의 약자로, 아르곤(Ar)이나 헬륨(He)과 같은 불활성 가스를 보호 가스로 사용하여 용접 부위의 산화를 방지하는 방식입니다.
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19. 원통내면의 정밀 다듬질의 일종이고 혼(hone)이라 부르는 각봉상 세입자로 만든 공구를 회전과 왕복운동을 시켜 공작물의 원통내면을 유압 또는 스프링으로 압력을 주어 가공하는 가공법은?

  1. 호닝
  2. 슈퍼피니싱
  3. 래핑
  4. 방전가공
(정답률: 73%)
  • 혼(hone)이라는 각봉상 공구를 사용하여 원통 내면을 회전과 왕복 운동으로 정밀하게 다듬질하는 가공법은 호닝입니다.
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20. 연질금속을 다이에 넣고 펀치에 큰 힘을 가함으로서 튜브, 건전지 케이스(case)나 약품등의 용기를 제작하는 압출은?

  1. 직접 압출
  2. 간접 압출
  3. 열간 압출
  4. 충격 압출
(정답률: 알수없음)
  • 충격 압출은 펀치로 재료를 강하게 때려 짧은 시간 내에 다이 벽면을 따라 재료를 빠르게 밀어내어 튜브나 용기 형태를 만드는 가공법입니다.
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2과목: 재료역학

21. 아래 그림에서와 같이 단붙이 원형축(Stepped Circular Shaft)의 풀리에 토크가 작용하여 평형상태에 있다. 이 축에 발생하는 최대 전단응력은 몇 MPa 인가?

  1. 18.2
  2. 22.9
  3. 41.3
  4. 52.4
(정답률: 19%)
  • 축의 각 구간별 토크를 분석하여 전단응력이 가장 큰 구간(지름이 작은 구간)의 최대 전단응력을 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\tau_{max} = \frac{16T}{\pi d^3}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\tau_{max} = \frac{16 \times 14 \times 10^3}{\pi \times 0.12^3}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\tau_{max} = 41.3\text{ MPa}$$
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22. 단면 20cm x 30cm, 길이 6m의 목재로된 단순보의 중앙에 20 kN의 집중하중의 작용할 때, 최대 처짐(δ max)은? (단, 탄성계수 E = 10 GPa 이다.)

  1. 1.8㎝
  2. 2.0㎝
  3. 1.5㎝
  4. 2.4㎝
(정답률: 알수없음)
  • 단순보 중앙에 집중하중이 작용할 때의 최대 처짐 공식을 사용합니다. 단면 이차 모멘트 $I = \frac{bh^3}{12}$를 먼저 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\delta_{max} = \frac{PL^3}{48EI}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\delta_{max} = \frac{20 \times 10^3 \times 6^3}{48 \times 10 \times 10^9 \times \frac{0.2 \times 0.3^3}{12}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\delta_{max} = 0.02\text{ m} = 2.0\text{ cm}$$
  • 단면 20X30(bxh) , 길이 : 6M 하중 : 20 KN = 20000 , 탄성 계수 10 GPa (10 x 10^(9)
    하중을 받는 모멘트는 2차 모멘트 = bxh^3/12
    알기 쉬운 재료역학 출저 251p =
    '집중'하중 구하는 공식 PL^3/48EI
    (P=하중 L=목재 길이 E= 탄성계수 I=2차 모멘트 값)
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23. 양단이 단순지지된 길이 2m인 보에 균일분포 하중 w = 800 kN/m가 작용할 때 최대 처짐각은? (단, 보 단면의 관성모멘트는 I = 500x106 mm4이고, 탄성계수는 E = 200 GPa이다.)

  1. 0.034°
  2. 0.153°
  3. 0.278°
  4. 0.361°
(정답률: 알수없음)
  • 단순지지보에 균일분포하중이 작용할 때, 최대 처짐각은 지점(양 끝단)에서 발생합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\theta_{max} = \frac{wL^3}{24EI}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\theta_{max} = \frac{800 \times 10^3 \times 2^3}{24 \times 200 \times 10^9 \times 500 \times 10^{-6}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\theta_{max} = 0.00267\text{ rad} = 0.153^{\circ}$$
  • 성안당 알기 쉬운 재료역학 263p 20번 문제입니다.
    공식은
    wl^3/24EIx180/파이입니다.
  • (800x2^3)/(24x200x10^6x500x10^-6)x(180/파이)=0.153
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24. 그림과 같은 보의 지점 반력 RA, RB 는?

  1. RA = 9.4 N, RB = 35.6 N
  2. RA = 10.1 N, RB = 34.9 N
  3. RA = 15.4 N, RB = 29.6 N
  4. RA = 16.9 N, RB = 28.1 N
(정답률: 알수없음)
  • 보의 평형 방정식(모멘트 합 = 0, 힘의 합 = 0)을 이용하여 지점 반력을 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\sum M_A = 0, \sum F_y = 0$$
    ② [숫자 대입]
    $$\sum M_A = (3 \times 5 \times 2.5) + (6 \times 5 \times 17.5) - (R_B \times 20) = 0$$
    $$\sum F_y = R_A + R_B - (3 \times 5) - (6 \times 5) = 0$$
    ③ [최종 결과]
    $$R_A = 16.9\text{ N}, R_B = 28.1\text{ N}$$
  • 성안당 알기 쉬운 재료 역학 214p 23번 문제입니다.
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25. 외경이 내경의 1.5배인 중공축과 재질과 길이가 같고 지름이 중공축의 외경과 같은 중실축이 동일 회전수에 동일 마력을 전달한다면, 이때 중실축에 대한 중공축의 비틀림각의 비는 어느 것인가?

  1. 1.25
  2. 1.50
  3. 1.75
  4. 2.00
(정답률: 30%)
  • 동일 마력과 회전수라면 전달 토크 $T$가 동일합니다. 비틀림각 $\theta = \frac{TL}{GJ}$이므로, 동일 조건에서 비틀림각의 비는 극관성 모멘트 $J$의 역수 비와 같습니다.
    중실축의 $J_{s} = \frac{\pi d^{4}}{32}$, 중공축의 $J_{h} = \frac{\pi (d^{4} - d_{i}^{4})}{32}$이며, $d_{i} = \frac{d}{1.5}$ 입니다.
    ① [기본 공식] $\frac{\theta_{h}}{\theta_{s}} = \frac{J_{s}}{J_{h}} = \frac{d^{4}}{d^{4} - d_{i}^{4}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{\theta_{h}}{\theta_{s}} = \frac{1}{1 - (\frac{1}{1.5})^{4}} = \frac{1}{1 - 0.1975}$
    ③ [최종 결과] $\frac{\theta_{h}}{\theta_{s}} \approx 1.25$
  • 성안당 알기 쉬운 재료 역학 170p 16번 문제입니다.
    해당 문제를 풀기 위해서는
    축의 비틀림과 2차 관성 모멘트(원형축 그리고 중공축) 내 , 외경비 (x)= d1/d2을 알아야합니다.
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26. 한가지 재료(탄성계수 E)로 된 그림과 같은 원형 단면의 봉이 온도 t에서 to로 강하 되었을 때 ①의 부분과 ②의 부분의 응력의 비로 맞는 것은? (단, d1 = 1.41d2 이고, 선팽창 계수는 α 이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 두 부분의 재질과 길이가 같고 양단이 고정되어 있으므로, 온도 변화 시 발생하는 내부 응력에 의한 힘 $F$는 전 구간에서 동일합니다. 따라서 응력 $\sigma$는 단면적 $A$에 반비례합니다.
    $$\frac{\sigma_{1}}{\sigma_{2}} = \frac{A_{2}}{A_{1}} = \frac{d_{2}^{2}}{d_{1}^{2}}$$
    주어진 조건 $d_{1} = 1.41d_{2}$ (즉, $d_{1} \approx \sqrt{2}d_{2}$)를 대입하면 다음과 같습니다.
    $$\frac{\sigma_{1}}{\sigma_{2}} = \frac{d_{2}^{2}{(\sqrt{2}d_{2})^{2}} = \frac{1}{2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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27. 다음과 같이 양단을 고정한 길이 ℓ , 단면적 A의 막대를 ΔT 만큼 온도를 올렸을때 막대에 생기는 응력 σ는? (단, 막대의 탄성계수를 E, 선팽창 계수를 α라 한다.)

  1. σ = -Eα ΔT
  2. σ = -Eα2ΔTA
  3. σ = -EαΔTℓ
  4. σ = -EαΔTℓ2
(정답률: 알수없음)
  • 양단이 고정된 막대의 온도가 상승하면 팽창하려 하지만, 고정단에 의해 구속되므로 압축 응력이 발생합니다. 이때 발생하는 열응력은 재료의 탄성계수, 선팽창 계수, 온도 변화량의 곱으로 결정됩니다.
    $$\sigma = -E \alpha \Delta T$$
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28. 그림과 같이 단면의 치수가 8 mm x 24 mm인 강대가 인장력 P = 15 kN을 받고 있다. 그림과 같이 30° 경사진면에 작용하는 전단응력은 몇 MPa 인가?

  1. 19.5
  2. 29.3
  3. 33.8
  4. 67.6
(정답률: 알수없음)
  • 인장 하중을 받는 부재의 경사면에서 발생하는 전단응력을 구하는 문제입니다. 전단응력 $\tau$는 $\tau = \frac{P}{A} \sin \theta \cos \theta$ 또는 $\tau = \frac{P}{2A} \sin 2\theta$ 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{P}{A} \sin \theta \cos \theta$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{15000}{8 \times 24} \sin 30^\circ \cos 30^\circ$
    ③ [최종 결과] $\tau = 33.8\text{ MPa}$
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29. 단면적이 5 cm2, 길이가 60 cm인 연강봉을 천장에 매달고 20 ℃에서 0 ℃로 냉각시킬때 길이의 변화를 없게하려면 봉의 끝에 몇 kN의 추를 달아 주어야 하는가? (단, E = 200 GPa, α = 12x10-6/℃, 봉의 자중은 무시)

  1. 60
  2. 36
  3. 30
  4. 24
(정답률: 알수없음)
  • 온도 하강으로 인한 수축량과 추의 하중에 의한 인장량이 같을 때 길이 변화가 0이 됩니다. 즉, 열변형률과 탄성변형률의 합이 0이 되는 조건을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = E \alpha \Delta T$
    ② [숫자 대입] $\sigma = 200 \times 10^{3} \times 12 \times 10^{-6} \times (20 - 0)$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 48 \text{ MPa}$
    필요한 하중 $P = \sigma \times A$이므로, $P = 48 \times 5 \times 10^{-4} = 0.024 \text{ MN} = 24 \text{ kN}$ 입니다.
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30. 동일재료로 만든 동일한 굽힘강도의 정사각형 단면보와 원형 단면보의 단면적비, 즉 정사각형 단면적/원형 단면적의 값은 얼마인가?

  1. 0.89
  2. 0.98
  3. 1.8
  4. 0.64
(정답률: 알수없음)
  • 동일한 굽힘강도($\sigma = \frac{M}{Z}$)를 가질 때, 단면계수 $Z$가 같아야 합니다.
    정사각형 단면계수 $Z_{sq} = \frac{a^{3}}{6}$, 원형 단면계수 $Z_{cir} = \frac{\pi d^{3}}{32}$이며, $Z_{sq} = Z_{cir}$ 조건을 만족하는 면적비 $\frac{a^{2}}{\frac{\pi d^{2}}{4}}$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{A_{sq}}{A_{cir}} = \frac{a^{2}}{\frac{\pi d^{2}}{4}}$
    ② [숫자 대입] $a = \sqrt[3]{6 Z}, \quad d = \sqrt[3]{\frac{32 Z}{\pi}}$
    ③ [최종 결과] $\frac{A_{sq}}{A_{cir}} = \frac{(6 Z)^{2/3}}{\frac{\pi}{4}(\frac{32 Z}{\pi})^{2/3}} \approx 0.89$
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31. 최대 사용강도(σmax) = 240 MPa, 직경 1.5 m, 두께 3 ㎜의 강재 원통형 용기가 견딜 수 있는 압력은 몇 kPa 인가? (단, 안전계수(Sf)는 2이다.)

  1. 240
  2. 480
  3. 960
  4. 1920
(정답률: 50%)
  • 박벽 원통형 용기의 허용 응력과 안전계수를 고려하여 내부 압력을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{2 \sigma_{max} t}{D \cdot S_f}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{2 \times 240 \times 3}{1500 \times 2}$
    ③ [최종 결과] $P = 0.48\text{ MPa} = 480\text{ kPa}$
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32. σx= 500 Pa, σy= 300 Pa, τxy= 100 Pa인 그림과 같은 요소내에 발생하는 최대 주응력의 크기는 몇 Pa 인가?

  1. 341
  2. 441
  3. 541
  4. 641
(정답률: 알수없음)
  • 2차원 응력 상태에서 최대 주응력은 모어 원의 중심과 반지름을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_{1} = \frac{\sigma_{x} + \sigma_{y}}{2} + \sqrt{(\frac{\sigma_{x} - \sigma_{y}}{2})^{2} + \tau_{xy}^{2}}$
    ② [숫자 대입] $\sigma_{1} = \frac{500 + 300}{2} + \sqrt{(\frac{500 - 300}{2})^{2} + 100^{2}}$
    ③ [최종 결과] $\sigma_{1} = 400 + 141.4 = 541.4\text{ Pa}$
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33. 그림과 같은 단주(短注)에서 편심 거리 e = 2 mm에 하중 P = 1 MN의 압축하중이 작용할 때 발생하는 최대응력은 몇 MPa인가?

  1. 975
  2. 998
  3. 1027
  4. 1184
(정답률: 알수없음)
  • 편심 하중을 받는 단주에서 최대 응력은 압축 응력과 굽힘 응력의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_{max} = \frac{P}{A} + \frac{P e c}{I}$
    ② [숫자 대입] $\sigma_{max} = \frac{1 \times 10^{6}}{0.025 \times 0.05} + \frac{1 \times 10^{6} \times 0.002 \times 0.0125}{\frac{0.025 \times 0.05^{3}}{12}}$
    ③ [최종 결과] $\sigma_{max} = 800 + 384 = 1184\text{ MPa}$
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34. 재료가 축방향 하중을 받아 선형 탄성적으로 거동할 때 변형 에너지밀도(strain-energy density)를 구하는 식이 아닌 것은? (단, σ : 응력, ε: 변형률, E : 탄성계수)

(정답률: 30%)
  • 선형 탄성 거동 시 변형 에너지 밀도는 응력-변형률 선도 아래의 면적과 같으며, $\sigma = E\epsilon$ 관계를 이용합니다.
    정답인 $\frac{1}{2}E\sigma$ 는 차원이 맞지 않는 잘못된 식입니다.
    올바른 식은 다음과 같습니다.
    $$\text{Energy Density} = \frac{1}{2}\sigma\epsilon = \frac{\sigma^{2}}{2E} = \frac{1}{2}E\epsilon^{2}$$
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35. 3200 Nㆍm의 비틀림모멘트를 받는 둥근축이 있다. 이 축의 허용 전단응력을 60 MPa이라 하면 축의 지름은 최소 몇 cm로 해야 하는가?

  1. 4.06
  2. 6.48
  3. 8.16
  4. 10.28
(정답률: 알수없음)
  • 둥근축의 비틀림 응력 공식을 이용하여 최소 지름을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{16T}{\pi d^{3}}$
    ② [숫자 대입] $60 \times 10^{6} = \frac{16 \times 3200}{\pi d^{3}}$
    ③ [최종 결과] $d = 0.0648\text{ m} = 6.48\text{ cm}$
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36. 길이 240cm, 단면의 폭x높이 = 12cmx15cm의 단순보가 ω kN/m의 균일분포하중을 받고 있다. 이보의 허용굽힘응력 σa = 48 MPa일 때 허용할 수 있는 분포하중의 최대값은?

  1. 80
  2. 30
  3. 40
  4. 60
(정답률: 알수없음)
  • 단순보의 최대 굽힘응력 공식 $\sigma = \frac{\text{M}}{\text{Z}}$를 이용하여 허용 하중 $\omega$를 구합니다. 최대 굽힘 모멘트 $\text{M} = \frac{\omega \ell^{2}}{8}$이고, 단면계수 $\text{Z} = \frac{\text{bh}^{2}}{6}$ 입니다.
    ① [기본 공식]
    $$\sigma = \frac{\omega \ell^{2} / 8}{\text{bh}^{2} / 6} = \frac{3 \omega \ell^{2}}{4 \text{bh}^{2}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$48 \times 10^{6} = \frac{3 \times \omega \times 2.4^{2}}{4 \times 0.12 \times 0.15^{2}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\omega = 30 \text{ kN/m}$$
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37. 다음 그림과 같이 균일분포 하중(ω)을 받는 고정지지보에서 최대 처짐 δmax는 얼마 정도인가? (단, ℓ 은 고정지지보의 길이, E는 탄성계수(N/m2) Ⅰ는 단면 2차모멘트(m4)이다.)

(정답률: 25%)
  • 균일분포 하중 $\omega$를 받는 고정지지보(한쪽 고정, 한쪽 단순지지)의 최대 처짐 공식은 다음과 같습니다.
    $$\delta_{\max} = 0.0054 \frac{\omega \ell^{4}}{\text{EI}}$$
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38. 탄성계수 E, 전단탄성계수 G, 프와송 비 μ사이의 관계식 중 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 재료역학에서 탄성계수 $E$, 전단탄성계수 $G$, 프와송 비 $\mu$ 사이의 관계는 재료의 등방성 특성에 의해 결정되는 기본 공식입니다.
    $$\text{G} = \frac{\text{E}}{2(1 + \mu)}$$
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39. 직경 d인 원형단면의 원주에 접하는 축에 관한 단면 2차 모멘트는?

(정답률: 알수없음)
  • 원형 단면의 원주에 접하는 축(평행축 정리 적용)에 대한 단면 2차 모멘트는 기본 단면 2차 모멘트 $\frac{\pi d^{4}}{64}$에 평행축 정리 $\text{Area} \times h^{2}$ (여기서 $h = \frac{d}{2}$)를 더해 계산합니다.
    $$\text{I} = \frac{\pi d^{4}}{64} + \frac{\pi d^{2}}{4} \times (\frac{d}{2})^{2}$$
    $$\text{I} = \frac{\pi d^{4}}{64} + \frac{\pi d^{4}}{16} = \frac{\pi d^{4} + 4\pi d^{4}}{64}$$
    $$\text{I} = \frac{5}{64} \pi d^{4}$$
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40. 한 점에서의 미소요소가 εx = 340x10-6, εy = 110x10-6, γxy = 180x10-6 인 평면 변형률을 받을 때 이 점에서의 주 변형률은?

  1. 521x10-6
  2. 437x10-6
  3. 371x10-6
  4. 146x10-6
(정답률: 알수없음)
  • 평면 변형률 상태에서 주 변형률은 모어 원(Mohr's circle)의 원리를 이용하여 계산하며, 최대 주 변형률 공식으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon_{1} = \frac{\epsilon_{x} + \epsilon_{y}}{2} + \sqrt{(\frac{\epsilon_{x} - \epsilon_{y}}{2})^{2} + (\frac{\gamma_{xy}}{2})^{2}}$
    ② [숫자 대입] $\epsilon_{1} = \frac{340 \times 10^{-6} + 110 \times 10^{-6}}{2} + \sqrt{(\frac{340 \times 10^{-6} - 110 \times 10^{-6}}{2})^{2} + (\frac{180 \times 10^{-6}}{2})^{2}}$
    ③ [최종 결과] $\epsilon_{1} = 371 \times 10^{-6}$
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3과목: 용접야금

41. 다음 중 변형시효에 가장 큰 영향을 미치는 것은?

  1. H2
  2. CO2
  3. O2
  4. CH4
(정답률: 46%)
  • 변형시효(Strain Aging)는 소성 변형 후 전위 주변으로 용질 원자가 이동하여 고정되는 현상입니다. 특히 강철의 경우, 대기 중의 $O_{2}$가 표면에서 흡착되어 내부로 확산되거나 산화물 형성에 관여하며 변형시효 현상에 가장 지배적인 영향을 미칩니다.
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42. 다음 금속 중에서 선팽창 계수가 가장 큰 금속은?

  1. 알루미늄
  2. 주철
  3. 18Cr-8Ni 스테인리스강
  4. 인바
(정답률: 알수없음)
  • 선팽창 계수는 온도 변화에 따라 재료의 길이가 변하는 비율을 나타냅니다. 알루미늄은 일반적인 강철이나 주철, 그리고 열팽창을 극도로 억제한 인바(Invar) 합금에 비해 선팽창 계수가 매우 큰 특성을 가지고 있습니다.
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43. X-ray 회절 시험으로 알아 낼 수 없는 것은?

  1. 격자정수
  2. 결정격자형
  3. 유닛 쎌(Unit cell)의 원자배치
  4. 결정의 스립(slip)변형량
(정답률: 50%)
  • X-ray 회절 시험(XRD)은 결정 구조의 주기적인 배열에 의한 회절 현상을 이용하여 격자정수, 결정격자형, 원자배치와 같은 결정학적 구조 정보를 분석하는 기법입니다. 결정의 스립 변형량은 결정 내부의 전위 이동에 의한 소성 변형으로, XRD의 기본 분석 범위를 벗어납니다.
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44. 금속강화법에 가장 해당치 않다고 생각되는 것은?

  1. 합금원소의 고용강화
  2. 가공에의한 경화
  3. 열처리에 의한 강화
  4. 용융에 의한 강화
(정답률: 알수없음)
  • 금속의 강도를 높이는 강화법에는 합금 원소를 첨가하는 고용강화, 소성 변형을 이용한 가공경화, 온도 조절을 통한 열처리 강화 등이 있습니다. 하지만 용융은 금속을 액체 상태로 만드는 과정일 뿐, 그 자체로 재료의 기계적 성질을 강화하는 방법이 아닙니다.
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45. 변태속도론에 미치는 합금원소의 영향중 오스테나이트를 안정화 시키는데 효과가 가장 큰 원소는?

  1. Zn
  2. Cu
  3. Ni
  4. C
(정답률: 50%)
  • 탄소(C)는 오스테나이트 영역을 확장시키고 변태 온도를 낮추어 오스테나이트를 안정화시키는 데 가장 강력한 효과를 가진 원소입니다.
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46. 주조시 주형에 냉금을 삽입하여 주물 표면을 급냉시키고 경도를 증가시킨 내마모성 주철은?

  1. 칠드주철
  2. 가단주철
  3. 구상흑연주철
  4. 흑심가단주철
(정답률: 알수없음)
  • 주물 표면에 냉금을 설치하여 급냉시킴으로써 표면 조직을 백주철화하여 경도와 내마모성을 높인 주철을 칠드주철이라고 합니다.
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47. HAZ의 재질을 향상시키기 위하여 흔히 취하는 옳은 방법은?

  1. 특수한 용가재 사용
  2. 용접부 피닝
  3. 용접부 냉각속도 감소
  4. 용접부 예열과 후열
(정답률: 73%)
  • 열영향부(HAZ)의 급냉으로 인한 경화나 균열을 방지하고 조직을 안정화하여 재질을 향상시키기 위해서는 용접 전 예열과 용접 후 후열 처리가 가장 효과적입니다.
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48. 상온에서 순철(Fe)의 결정 격자는?

  1. 면심입방격자이다
  2. 체심입방격자이다
  3. 조밀육방격자이다
  4. 체심정방격자이다
(정답률: 59%)
  • 순철(Fe)은 상온에서 원자 배열이 입방체의 중심에 원자가 하나 더 위치하는 체심입방격자(BCC) 구조를 가집니다.
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49. 티그 용접용 와이어 및 봉의 흡습방지 관리사항과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 습도가 낮고 통풍이 좋은 곳에 보관한다.
  2. 유해가스의 발생원인으로부터 먼 곳에 설치한다.
  3. 지면과 벽에 밀착하여 설치하여야 한다.
  4. 재고품은 장시간 체류되지 않게 하여야 한다.
(정답률: 80%)
  • 흡습 방지를 위해서는 습기가 적고 통풍이 잘 되는 곳에 보관해야 하며, 지면이나 벽면의 습기가 직접 전달되지 않도록 일정 거리 이상 띄워서 보관하는 것이 원칙입니다.

    오답 노트
    지면과 벽에 밀착하여 설치: 습기 침투 가능성이 높아져 흡습을 촉진함
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50. 일반 탄소강에서 탄소 함량의 증가가 기계적 성질에 미치는 영향이 아닌 것은?

  1. 경도를 높인다.
  2. 인장 강도를 높인다.
  3. 인성을 낮춘다.
  4. 용접성을 향상 시킨다.
(정답률: 알수없음)
  • 탄소 함량이 증가하면 강도와 경도는 높아지지만, 취성이 증가하여 인성은 낮아지고 용접 시 균열 발생 가능성이 커져 용접성은 저하됩니다.

    오답 노트
    용접성을 향상 시킨다: 탄소 함량이 높을수록 용접성은 나빠짐
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51. 동일 용접입열에 비하여 판두께가 두꺼울수록 냉각속도는 어떻게 되는가?

  1. 냉각속도는 빨라진다.
  2. 냉각속도는 빨라지다가 느려진다.
  3. 냉각속도는 느려진다.
  4. 변화하지 않는다.
(정답률: 50%)
  • 동일한 입열량 조건에서 판두께가 두꺼울수록 모재가 열을 흡수하는 방열 능력이 커지기 때문에 냉각 속도는 빨라집니다.
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52. 피복 아크용접에서 용접전류가 260[Ampere]이고 용접전압이 40[Volt] 이고 용접속도가 10[cm/min] 일때 용접입열은 얼마인가?

  1. 62400 [J/cm]
  2. 10400 [J/cm]
  3. 6500 [J/cm]
  4. 153800 [J/cm]
(정답률: 84%)
  • 용접 입열량은 용접 전압과 전류의 곱을 용접 속도로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{V \times I \times 60}{v}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{40 \times 260 \times 60}{10}$
    ③ [최종 결과] $H = 62400$
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53. 고장력강재 열영향부의 최대 경도는 판두께가 (㉠)수록 또한 용접 입열량이 (㉡)수록 커진다. ( )안에 알맞는 말은?

  1. ㉠두꺼울, ㉡작을
  2. ㉠엷을, ㉡클
  3. ㉠두꺼울, ㉡클
  4. ㉠엷을, ㉡작을
(정답률: 알수없음)
  • 고장력강재의 열영향부 경도는 냉각 속도가 빠를수록 증가합니다. 판두께가 두꺼울수록 방열 효과가 커져 냉각 속도가 빨라지며, 용접 입열량이 작을수록 가열량이 적어 냉각 속도가 빨라지므로 경도가 커지게 됩니다.
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54. 다음 그림은 용접부 조직을 나타낸 것이다. 옳게 짝지어진 것은?

  1. (A) 용접금속, (B) 본드, (C) 열영향부, (D) 모재
  2. (A) 열영향부, (B) 용접금속, (C) 본드, (D) 모재
  3. (A) 본드, (B) 열영향부, (C) 용접금속, (D) 모재
  4. (A) 용접금속, (B) 열영향부, (C) 본드, (D) 모재
(정답률: 82%)
  • 그림에서 각 부위의 명칭은 다음과 같습니다.
    (A) 용접금속: 용착된 금속 부위
    (B) 본드: 용접금속과 열영향부의 경계면
    (C) 열영향부: 열에 의해 조직이 변한 모재 영역
    (D) 모재: 열영향을 받지 않은 원래의 금속
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55. 18Cr-8Ni 스테인리스강에서 입간 부식을 방지하는 것으로 틀린 것은?

  1. 풀림 처리와 같은 열처리를 한다.
  2. 용체화 처리를 한다.
  3. δ 철의 형성 원소를 첨가한다.
  4. 탄화물의 안정화 원소를 첨가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 입간 부식을 방지하기 위해서는 크롬 탄화물의 석출을 막는 용체화 처리나 안정화 원소(Ti, Nb) 첨가가 필요합니다. 일반적인 풀림 처리는 탄화물 석출을 완전히 억제하여 입간 부식을 방지하는 근본적인 해결책이 아닙니다.
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56. 고장력강의 노치인성을 증대시키는 합금원소는?

  1. 구리(Cu)
  2. 바나듐(V)
  3. 몰리브덴(Mo)
  4. 니켈(Ni)
(정답률: 37%)
  • 니켈(Ni)은 저온 충격치(노치인성)를 향상시키고 인성을 증대시키는 대표적인 합금 원소입니다.
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57. 용접상태에서 응고할 때 그 응고 온도차에 따라 농도의 차를 일으키는 현상을 무엇이라고 하는가?

  1. 포정
  2. 포석
  3. 편석
  4. 편정
(정답률: 65%)
  • 용융 금속이 응고할 때, 성분 원소의 용해도 차이로 인해 농도가 불균일하게 분포되는 현상을 편석이라고 합니다.
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58. 다음 중 경도가 가장 낮은 것은?

  1. α-철
  2. γ-철
  3. 펄라이트(Pearlite)
  4. 마텐사이트(Martensite)
(정답률: 70%)
  • 철의 결정 구조와 조직 중 $\alpha$-철(페라이트)은 연성이 크고 강도가 낮아 경도가 가장 낮습니다.

    오답 노트
    마텐사이트: 급냉 조직으로 경도가 가장 높음
    펄라이트: 페라이트와 시멘타이트의 층상 조직으로 $\alpha$-철보다 경도가 높음
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59. 다음 용접후 나타날수 있는 용접부의 조직중 충격인성이 가장 양호한 조직은?

  1. 마텐자이트
  2. 상부 베이나이트
  3. 마텐자이트 + 하부베이나이트
  4. 페라이트 + 펄라이트
(정답률: 20%)
  • 용접부 조직 중 마텐자이트와 하부베이나이트가 혼합된 조직은 강도와 인성의 균형이 가장 뛰어나 충격인성이 가장 양호합니다.

    오답 노트
    마텐자이트: 경도는 높으나 취성이 강해 인성이 낮음
    페라이트 + 펄라이트: 인성은 있으나 강도가 상대적으로 낮음
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60. 다음 중 용융철 중에 가장 용해도가 큰 기체는?

  1. 산소
  2. 질소
  3. 수소
  4. 알곤
(정답률: 28%)
  • 용융철 내에서 기체의 용해도는 화학적 친화력에 따라 다르며, 산소는 용융철과 매우 강하게 반응하여 가장 큰 용해도를 가집니다.
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4과목: 용접구조설계

61. 용접시공시 최초층의 온도는 통상 아래 어느 온도와 비슷한가?

  1. 예열온도
  2. 후열온도
  3. 용접입열
  4. 냉각온도
(정답률: 60%)
  • 용접 시공 시 최초층의 온도는 모재의 급냉을 방지하고 용입을 돕기 위해 설정하는 예열온도와 통상적으로 비슷하게 유지됩니다.
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62. 그림과 같은 굽힘을 받는 용접부 선형의 중립축XX에 대한 단면 2차 모멘트로 가장 적합한 것은? (단, 용접두께를 t = 1로 보고 계산한 식이다.)

  1. ad2
  2. 2d2
  3. 2ad2
  4. d2
(정답률: 알수없음)
  • 평행축 정리를 이용하여 중립축 $X$에 대한 단면 2차 모멘트를 구하는 문제입니다. 용접부의 두께 $t=1$로 간주하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = a \cdot t \cdot d^{2}$
    ② [숫자 대입] $I = a \cdot 1 \cdot d^{2}$
    ③ [최종 결과] $I = ad^{2}$
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63. 용접부 피로시험에서 피로한도는 어느 정도이어야 하는가?

  1. 2 x 102회
  2. 2 x 103회
  3. 2 x 105회
  4. 2 x 106회
(정답률: 알수없음)
  • 일반적으로 강재의 피로 시험에서 반복 횟수가 $2 \times 10^{6}$회에 도달해도 파괴되지 않을 때의 응력 수준을 피로한도로 정의합니다.
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64. 용접봉의 소요량에서 용접봉의 가격을 올바르게 나타낸 식은?

  1. 용착율 x 용접봉 단가
  2. 사용율 x 용접봉 단가
  3. 용접봉 사용량 × 용접봉 단가
  4. 용접봉 사용율 x 용착율 x 용접봉 단가
(정답률: 40%)
  • 전체 비용을 산출하기 위해서는 실제로 투입된 총 용접봉의 양에 단위당 가격을 곱해야 합니다.
    ① [기본 공식] $\text{가격} = \text{사용량} \times \text{단가}$
    ② [숫자 대입] $\text{가격} = \text{용접봉 사용량} \times \text{용접봉 단가}$
    ③ [최종 결과] $\text{가격} = \text{용접봉 사용량} \times \text{용접봉 단가}$
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65. 다음 그림은 어떤 형식의 용접 이음인가?

  1. 맞대기 용접이음
  2. 겹치기 용접이음
  3. T형 용접이음
  4. 십자형 용접이음
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 이미지 는 두 부재를 서로 겹쳐 놓고 그 가장자리를 필릿 용접으로 접합한 형태이므로 겹치기 용접이음입니다.
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66. 용접에서 다음 설명중 옳지 못한 것은?

  1. 판의 중앙부에서 σx는 인장응력이다.
  2. 판의 중앙부에서 σx는 압축응력이다.
  3. σx의 Y축상에서의 변화에서 압축이 될때도 있다.
  4. σx의 Y축상의 판끝 부분에서의 값은 미미하다.
(정답률: 알수없음)
  • 용접 후 냉각 과정에서 용접부의 수축이 억제되면 판의 중앙부에서는 X축 방향으로 당겨지는 힘이 발생하여 인장응력이 나타납니다.

    오답 노트
    판의 중앙부에서 $\sigma_{x}$는 압축응력이다: 수축 억제로 인해 인장응력이 발생하므로 틀린 설명입니다.
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67. 다리길이(각장)가 같은 필릿용접에서 다리길이가 3배 증가하면 용착량은 어떻게 되나?

  1. 2배 증가
  2. 3배 증가
  3. 9배 증가
  4. 6배 증가
(정답률: 30%)
  • 필릿 용접의 단면적은 다리길이의 제곱에 비례하며, 용착량은 단면적에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $V = a^{2} \times L$ (용착량 = 다리길이의 제곱 × 용접길이)
    ② [숫자 대입] $V' = (3a)^{2} \times L = 9a^{2} \times L$
    ③ [최종 결과] $V' = 9V$
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68. 다층 용접에서 변형균열 특히 열영향부의 라미나티어가 대상이 되는 균열 시험법은?

  1. 크랜휘일드 시험
  2. TRC 시험
  3. RRC 시험
  4. 피스코 시험
(정답률: 20%)
  • 크랜휘일드 시험은 다층 용접 시 열영향부에서 발생하는 라미나티어(lamellar tearing)와 같은 변형 균열 및 층간 박리 현상을 평가하기 위한 전용 시험법입니다.
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69. 용접이음 효율(η)을 나타내는 것은?

(정답률: 67%)
  • 용접이음 효율은 모재의 강도 대비 용접부의 강도가 어느 정도인지를 백분율로 나타낸 지표입니다.
    $$\eta = \frac{\text{용접시험편의 인장강도}}{\text{모재의 인장강도}} \times 100(\%)$$
    따라서 정답은 입니다.
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70. 다음 중 용접 결함이 아닌 것은?

  1. toe crack
  2. slag 혼입
  3. blow hole
  4. segregation
(정답률: 80%)
  • segregation은 용접 결함이 아니라 주조 과정에서 성분이 불균일하게 분포하는 편석 현상을 의미합니다.

    오답 노트
    toe crack: 용접 끝단에 발생하는 균열
    slag 혼입: 용융 금속 내 슬래그가 갇힌 결함
    blow hole: 가스가 배출되지 못해 생긴 기포
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71. 용접하여 H형 보(H beam)를 만들 때 그림에서 보는 바와 같이 절단하여 짝맞춤으로서 웨브(web)의 깊이를 증가시키는 수가 있다. 그 첫째 이유는?

  1. 재료절약과 2차 관성 모우멘트의 증가
  2. 재료절약과 전단강도의 증가
  3. 좌굴 강도의 증가
  4. 피로 강도의 증가
(정답률: 30%)
  • 웨브(web)의 중앙부를 절단하여 짝맞춤함으로써 전체적인 높이(깊이)를 증가시키면, 재료의 양은 줄이면서도 단면 2차 모멘트를 크게 높여 굽힘 강성을 효율적으로 확보할 수 있습니다. 따라서 재료절약과 2차 관성 모우멘트의 증가가 정답입니다.
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72. 그림과 같은 V형 맞대기 용접에서 인장력 P = 3000㎏f의 하중이 작용하였다면 인장응력(σ)은 얼마인가?

  1. 1kgf/㎜2
  2. 3kgf/㎜2
  3. 5kgf/㎜2
  4. 7kgf/㎜2
(정답률: 77%)
  • 인장응력은 작용하는 하중을 하중이 작용하는 단면적으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\sigma = \frac{P}{A}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\sigma = \frac{3000}{200 \times 5}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\sigma = 3$$
    따라서 인장응력은 $3\text{kgf/mm}^2$ 입니다.
  • A= 200x5=1000
    응력= P/A =3000/1000=3kgf
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73. 용접시의 판상의 온도분포에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 용접열원 부근의 온도는 대단히 높다.
  2. 열원에서 멀어질 수록 온도는 낮아지고 있다.
  3. 열원후방 부근에서는 온도구배가 완만하다.
  4. 열원전방 부근에서는 온도구배가 완만하다.
(정답률: 알수없음)
  • 용접 시 열원 전방 부근은 급격하게 온도가 상승하는 구간이므로 온도구배가 매우 급격합니다.

    오답 노트
    열원후방 부근에서는 온도구배가 완만하다: 열원이 지나간 후 서서히 식으므로 옳은 설명입니다.
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74. 고장력강의 용접결함 중 저온균열이 생기는 직접적인 원인이 아닌 것은?

  1. 용접부의 경화
  2. 용접 중 발생하는 수소
  3. 내열 피로특성
  4. 구조물에 있어서의 구속도
(정답률: 알수없음)
  • 고장력강의 저온균열은 주로 용접부의 경화, 확산성 수소의 영향, 그리고 구조적 구속도에 의해 발생합니다.

    오답 노트
    내열 피로특성: 이는 고온 환경에서의 반복 하중에 의한 특성으로, 저온균열의 직접적인 원인과는 무관합니다.
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75. 한끝에서 다른쪽 한끝을 향하여 연속적으로 진행하는 용착법으로 변형과 잔류응력이 그다지 문제가 되지 않을 때 이용되는 것은?

  1. 전진법(progressive method)
  2. 후퇴법(backstep method)
  3. 대칭법(symmetric method)
  4. 비석법(skip method)
(정답률: 60%)
  • 전진법(progressive method)은 용접선 한 끝에서 다른 쪽 끝을 향해 연속적으로 진행하는 가장 일반적인 용착법으로, 변형이나 잔류응력이 크게 문제되지 않는 경우에 사용합니다.
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76. 용접 작업시간을 구하는 식으로 적당한 것은?

  1. 용접 작업시간 = [아크시간/8]
  2. 용접작업시간 = [8/아크시간]
  3. 용접작업시간 = [아크시간률/아크시간]
  4. 용접작업시간 = [아크시간/아크시간률]
(정답률: 알수없음)
  • 용접 작업시간은 실제 아크가 발생한 시간(아크시간)을 전체 작업시간 대비 아크가 발생한 비율인 아크시간률로 나누어 산출합니다.
    $$\text{용접작업시간} = \frac{\text{아크시간}}{\text{아크시간률}}$$
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77. 그림과 같은 맞대기 용접부의 목두께는?

  1. t2
  2. t1
  3. t2 - t1
  4. t2 - 2t1
(정답률: 알수없음)
  • 맞대기 용접에서 목두께(Throat thickness)는 용접 금속의 가장 얇은 부분을 의미합니다. 그림과 같이 $t_{1} < t_{2}$ 인 조건에서 완전 용입된 맞대기 용접부의 유효 목두께는 더 얇은 판의 두께인 $t_{1}$이 됩니다.
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78. 평면 맞대기 용접이음에서 최대굽힘 응력은? (단,용접이음은 완전용입이며,굽힘 모멘트는 5000㎏fㆍ㎝, 판두께는 20㎜, 판폭은 300㎜이다.)

  1. 1.2 kgf/㎝2
  2. 250 kgf/㎝2
  3. 2800 kgf/㎝2
  4. 333 kgf/㎝2
(정답률: 34%)
  • 굽힘 모멘트가 작용할 때 단면의 최대 굽힘 응력은 단면계수를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\sigma = \frac{M}{Z}$$
    단면계수 $Z = \frac{b h^{2}}{6}$
    ② [숫자 대입]
    $$Z = \frac{30 \times 2^{2}}{6} = 20$$
    $$\sigma = \frac{5000}{20}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\sigma = 250$$
    따라서 최대 굽힘 응력은 $250 \text{ kgf/cm}^{2}$ 입니다.
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79. 용접변형을 경감하기 위한 용접법중 비석법을 바르게 설명한 것은?

  1. 두꺼운 판을 용접할 때 층을 쌓아 올리면서 용접하는 방법
  2. 용접부에 물을 적신 석면, 천 등을 올려놓고 용접하는 방법
  3. 용접선이 길 경우에 용접비드를 건너 뛰어서 놓은 방법
  4. 모재의 보다 찬 부분을 선택하여 비드를 놓는 방법
(정답률: 46%)
  • 비석법(Skip welding)은 용접선이 길 때 한 번에 연속적으로 용접하지 않고, 일정 간격을 두고 비드를 건너뛰며 배치하여 열 영향을 분산시킴으로써 용접 변형을 줄이는 방법입니다.
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80. 용접후에 발생하는 수축응력이 구조물의 응력 흡수 능력에 부정적인 영향을 미치지 않게 하기 위해서는 어떤 조건이 만족되어야 하는가?

  1. 두꺼운 재료 사용
  2. 소성변형능력이 큰 재료 사용
  3. 대결정입 재료 사용
  4. 급냉에 의한 경화 재료 사용
(정답률: 알수없음)
  • 용접 후 발생하는 수축응력은 재료 내부의 잔류응력으로 남게 됩니다. 이때 재료의 소성변형능력이 크면 응력이 집중되지 않고 변형을 통해 완화될 수 있어, 구조물의 전체적인 응력 흡수 능력에 부정적인 영향을 줄일 수 있습니다.
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5과목: 용접일반 및 안전관리

81. 가스절단에서 절단속도에 영향을 미치지 않는 것은?

  1. 산소압력
  2. 모재의 온도
  3. 팁의 형상
  4. 예열 불꽃의 크기
(정답률: 59%)
  • 가스 절단 속도는 산소 압력, 모재의 온도, 팁의 형상 등에 의해 결정되지만, 예열 불꽃의 크기는 절단 시작 전 가열 단계에 영향을 줄 뿐 실제 절단 속도 자체에는 영향을 미치지 않습니다.
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82. 플라즈마(plasma) 용접에 관한 설명들 중 바르지 못한 것은?

  1. 핀치효과(pinch effect)에 의해 열에너지의 집중이 좋으므로 용입이 깊고 비드폭이 좁고 용접속도가 빠르다.
  2. 키이홀(key hole)이 클수록 양호한 용접결과를 얻을 수 있다.
  3. 아주 얇은 모재의 용접이나 덧붙이 용접, 납땜에도 이용된다.
  4. 용접부가 대기로 부터 보호되므로 용접부의 야금적 기계적 성질이 양호하며 변형도 적다.
(정답률: 34%)
  • 플라즈마 용접에서 키이홀(key hole)은 적절한 크기를 유지해야 하며, 너무 크면 용접 결함이 발생하거나 품질이 저하될 수 있습니다.

    오답 노트
    키이홀(key hole)이 클수록 양호한 용접결과를 얻을 수 있다: 과도하게 크면 오히려 불량의 원인이 됨
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83. 전기 아크 빛에 의하여 눈에 가벼운 염증이 있는 경우의 응급조치로 가장 적당한 것은?

  1. 비눗물로 찜질한다.
  2. 찬물로 찜질한다.
  3. 그리스를 눈주위에 바른다.
  4. 안과 병원으로 간다.
(정답률: 알수없음)
  • 전기 아크 빛에 의한 안염(눈의 염증) 발생 시, 통증을 완화하고 염증을 가라앉히기 위해 찬물로 찜질하는 응급조치가 가장 적절합니다.
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84. 이산화탄소 아크 용접법의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 값싼 이산화탄소를 사용할 수 있으며 자동 반자동의 고속 용접이 가능하다.
  2. 용입이 깊다.
  3. 모재표면의 거칠기가 비교적 둔감하다.
  4. 불가시 아크이므로 용융지를 살필 수 없어 시공이 불편하다.
(정답률: 알수없음)
  • 이산화탄소 아크 용접은 가시 아크이므로 용융지를 직접 관찰하며 시공할 수 있어 작업성이 좋습니다.

    오답 노트
    불가시 아크이므로 용융지를 살필 수 없어 시공이 불편하다: 가시 아크이므로 관찰이 가능함
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85. 산소 아세틸렌 용접에서 작업이 끝난 후 뒷처리 하는 과정에서 제일 첫번째 해야 할 단계는?

  1. 토치의 아세틸렌 밸브를 잠근다.
  2. 토치의 산소 밸브를 잠근다.
  3. 아세틸렌병의 밸브를 잠근다.
  4. 산소병의 밸브를 잠근다.
(정답률: 알수없음)
  • 산소 아세틸렌 용접 종료 시, 역화 방지와 안전을 위해 가연성 가스인 아세틸렌을 먼저 차단하는 것이 원칙입니다. 따라서 토치의 아세틸렌 밸브를 잠그는 것이 첫 번째 단계입니다.
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86. 아크 용접기의 감전방지를 위해 가장 적당한 것은?

  1. 핼멧
  2. 리미트 스위치
  3. 2차 권선장치
  4. 자동전격 방지 장치
(정답률: 알수없음)
  • 아크 용접기에서 무부하 시 2차측 전압을 안전 전압으로 낮추어 작업자의 감전 사고를 예방하는 장치는 자동전격 방지 장치입니다.
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87. 무부하 전압 80V,아크전압 30V,아크전류 200A라 하면 용접기의 효율은 몇% 정도인가? (단,내부손실은 3㎾이다.)

  1. 37
  2. 67
  3. 56
  4. 26
(정답률: 알수없음)
  • 용접기의 효율은 입력 전력 대비 출력 전력의 비율로 계산합니다. 입력 전력은 무부하 전압과 아크 전류의 곱에 내부 손실을 더한 값입니다.
    ① [기본 공식] $\text{효율} = \frac{V \times I}{V_0 \times I + P_{loss}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{효율} = \frac{30 \times 200}{80 \times 200 + 3000} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{효율} = 66.67$
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88. 피복아크 용접에서 아크 블로우(Arc Blow)를 예방하기 위한 방법에 해당되지 않는 것은?

  1. 접지점을 용접부에서 최대한 멀리둔다.
  2. 아크의 길이를 짧게 한다.
  3. 용접봉을 아크 쏠림의 반대 방향으로 기울인다.
  4. 교류 용접을 피하고 직류로 용접한다.
(정답률: 80%)
  • 아크 블로우는 자기장의 불균형으로 아크가 쏠리는 현상입니다. 이를 방지하려면 아크 길이를 짧게 하고, 접지점을 멀리하며, 쏠림 반대 방향으로 용접봉을 기울여야 합니다. 특히 직류보다 교류 용접을 사용하는 것이 아크 블로우 방지에 효과적입니다.
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89. 저항 용접에 속하지 않는 것은?

  1. 점 용접(Spot welding)
  2. 심 용접(Seam welding)
  3. 플래시 용접(Flash welding)
  4. 스터드 용접(Stud welding)
(정답률: 알수없음)
  • 저항 용접은 접촉 저항에 의한 열을 이용하는 방식으로 점 용접, 심 용접, 플래시 용접 등이 포함됩니다. 스터드 용접은 아크 용접의 일종으로 분류됩니다.
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90. 접합하기 위하여 겹쳐 놓은 두 부재의 한쪽에 둥근 구멍 대신에 좁고 긴 홈을 만들어 놓고 그곳을 용접하는 이음의 명칭은?

  1. 비드용접
  2. 필릿용접
  3. 슬롯용접
  4. 덧살용접
(정답률: 알수없음)
  • 슬롯용접은 겹쳐 놓은 두 부재의 한쪽에 좁고 긴 홈(슬롯)을 만들어 그 부분을 용접하여 접합하는 이음 방식입니다.
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91. 기밀을 필요로 하는 용기, 긴 파이프등의 연속적인 용접 작업에 주로 사용되는 전기저항 용접은?

  1. 스폿(spot) 용접
  2. 업셋(upset) 용접
  3. 심(seam) 용접
  4. 플래시 벗( flash butt) 용접
(정답률: 알수없음)
  • 심 용접은 회전하는 원판 전극을 사용하여 겹쳐진 부재를 연속적으로 가압 용접하는 방식으로, 기밀 유지가 필요한 용기나 긴 파이프의 접합에 주로 사용됩니다.

    오답 노트
    스폿 용접: 점 형태로 접합
    업셋 용접: 단면을 가압하여 접합
    플래시 벗 용접: 맞대기 접합 방식
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92. 절단하는데 있어 가스절단과 아크절단이 있는데 가스절단에 속하는 것은?

  1. 플라즈마제트절단
  2. 분말절단
  3. 아크에어 가우징
  4. 불활성가스 아크절단
(정답률: 알수없음)
  • 가스 절단은 가연성 가스와 산소의 화학 반응을 이용하는 방식입니다. 분말절단은 가스 절단의 일종이며, 플라즈마제트절단, 아크에어 가우징, 불활성가스 아크절단은 모두 전기 아크를 이용한 아크 절단 방식입니다.
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93. 다음 중 피복 아크 용접법으로 수평 필릿 용접을 전용으로 하는 일종의 반자동 용접장치로서 한 명이 여러 대의 용접기를 관리할 수 있는 고능률 용접법을 무엇이라 하는가?

  1. 그래비티(gravity) 용접
  2. 이행형 아크(transferred arc) 용접
  3. 비이행형 아크(non transferred arc) 용접
  4. 반이행형 아크(semi transferred arc) 용접
(정답률: 50%)
  • 그래비티 용접은 수평 필릿 용접에 특화된 반자동 용접 장치로, 중력을 이용하여 용접봉을 공급함으로써 한 명의 작업자가 여러 대의 용접기를 동시에 관리할 수 있어 효율성이 매우 높은 용접법입니다.
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94. 아크 용접피복제의 주요성분이 아닌것은?

  1. 가스 발생성분(gas forming materials)
  2. 아크 안정성분(arc stabilizers)
  3. 질화성분(nitrizing elements)
  4. 슬래그 생성성분(slag - formers)
(정답률: 알수없음)
  • 아크 용접 피복제는 아크를 안정시키고, 용융 금속을 보호하기 위한 가스를 발생시키며, 슬래그를 형성하여 냉각 속도를 조절하는 역할을 합니다. 질화성분은 피복제의 주요 성분에 해당하지 않습니다.
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95. 아세틸렌가스 절단과 비교하여 프로판가스 절단의 장점이 아닌 것은?

  1. 절단면이 곱다.
  2. 슬래그가 쉽게 떨어진다.
  3. 박판 절단시 절단속도가 빠르다.
  4. 중첩(重疊) 절단을 할 때에는 절단속도가 빠르다.
(정답률: 10%)
  • 프로판가스는 아세틸렌에 비해 화염 온도가 낮아 예열 시간이 길기 때문에, 얇은 판을 자르는 박판 절단 시에는 아세틸렌보다 절단 속도가 느립니다.
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96. 불활성가스 텅스텐 용접에서 클리닝(cleaning) 작용이 일어나는 경우는?

  1. 직류 역극성으로 아르곤가스를 사용했을 때
  2. 직류 정극성으로 아르곤가스를 사용했을 때
  3. 직류 역극성으로 헬륨가스를 사용했을 때
  4. 직류 정극성으로 헬륨가스를 사용했을 때
(정답률: 40%)
  • TIG 용접에서 직류 역극성(DCEN)으로 아르곤 가스를 사용할 때, 모재 표면의 산화막이 제거되는 클리닝 작용이 발생합니다.
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97. 절단용 팁의 바깥쪽에 커버가 있고,또 점화용 보조팁이 있으며 연료가스로는 수소, 아세틸렌, 액화석유가스, 벤젠 등이 쓰여지는 절단기구는 어디에 사용되는가?

  1. 산소창 절단
  2. 포갬절단
  3. 수중절단
  4. 프로판가스 절단
(정답률: 60%)
  • 수중절단기는 물속에서 사용해야 하므로 외부 커버와 점화용 보조팁이 필요하며, 수소나 아세틸렌 등 다양한 연료가스를 사용하여 절단 작업을 수행합니다.
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98. AW - 400 용접기의 표시에서 400 이란 무슨 뜻인가?

  1. 1차 최대전류
  2. 정격 2차전류
  3. 최고 2차 무부하 전압
  4. 정격 사용율
(정답률: 70%)
  • 교류 아크 용접기 모델명(AW-400)에서 숫자는 해당 용접기가 낼 수 있는 정격 2차전류의 크기를 의미합니다.
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99. 용해아세틸렌병 취급방법 중 잘못된 것은?

  1. 아세틸렌병은 안전하게 눕혀서 사용한다.
  2. 아세틸렌병 취급시 충격을 주지 않는다.
  3. 아세틸렌병은 직사광선을 피하여 보관한다.
  4. 아세틸렌병의 주위에는 반드시 소화기를 설치하여야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 아세틸렌 가스는 불안정하여 용기 내의 아세톤이 유출될 위험이 있으므로, 반드시 세워서 사용해야 합니다. 따라서 아세틸렌병을 눕혀서 사용한다는 설명은 잘못된 취급 방법입니다.
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100. 용접작업에 관한 안전사항 중 틀린 것은?

  1. 아연도금 강판의 용접시에는 안전상 외기를 차단시키고 할 것
  2. 용접시에는 반드시 보호장구를 착용할 것
  3. 용접작업장 주위에는 인화물질을 두지말 것
  4. 빈 용기를 용접할때는 속에 위험한 가스나 증기가 있는지 점검할 것
(정답률: 84%)
  • 아연도금 강판을 용접하면 유독한 아연 흄(Fume)이 발생하므로, 외기를 차단하는 것이 아니라 반드시 국소 배기장치를 설치하거나 환기가 잘 되는 곳에서 작업하여 유해 가스를 배출시켜야 합니다.
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