용접기사 필기 기출문제복원 (2006-03-05)

용접기사 2006-03-05 필기 기출문제 해설

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용접기사
(2006-03-05 기출문제)

목록

1과목: 기계제작법

1. 냉간 단조와 비교한 열간 단조의 특성이 아닌 것은?

  1. 재결정온도 이상에서의 단조작업이다.
  2. 단조에 소요되는 동력소모가 적다.
  3. 제품의 표면이 산화 되지 않는다.
  4. 1회 단조에 의한 단조효과가 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 열간 단조는 재결정 온도 이상으로 가열하여 작업하므로 금속 표면이 고온의 산소와 반응하여 산화막(스케일)이 형성되는 것이 특징입니다.

    오답 노트
    재결정온도 이상 작업: 열간 단조의 정의
    동력소모 적음: 고온에서 변형 저항이 낮아짐
    단조효과 큼: 가소성이 좋아 한 번에 큰 변형 가능
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2. 둥근 날 바이스로 선삭 할 때 가공 면의 이론적 표면 거칠기는 다음 어느 것으로 나타낼 수 있는가? (단, f는 이송, R은 공구의 날 끝 반지름이다.)

(정답률: 59%)
  • 둥근 날 바이스(R-tip tool)를 이용한 선삭 가공 시, 이론적인 표면 거칠기(최대 높이 $R_{max}$)는 이송량의 제곱에 비례하고 날 끝 반지름에 반비례하는 관계를 가집니다.
    $$\text{표면 거칠기} = \frac{f^{2}}{8R}$$
    따라서 정답은 입니다.
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3. 플래시 버트 용접(flash butt welding)에서 산화물이나 불순물은 어떻게 처리되는가?

  1. 용제의 사용으로 제거된다.
  2. 접합부에 생기는 용융금속에 묻어 흘러나간다.
  3. 압접할 때 밀려 나간다.
  4. 접합부에 그대로 잔류한다.
(정답률: 알수없음)
  • 플래시 버트 용접은 가압 상태에서 아크를 발생시켜 접합면을 가열하고, 이때 발생하는 용융금속이 외부로 밀려 나가면서 표면의 산화물이나 불순물을 함께 씻어내어 깨끗한 접합면을 형성하는 원리를 이용합니다.
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4. 규사와 열경화성 석탄산 수지의 혼합물이 주형의 재료이며 내연 기관의 실린더 블록을, 다량(多量)으로 주조하는 데 가장 적당한 주조법은?

  1. 셀 주형법 (shell molding process)
  2. 인베스트먼트 주조법 (investment casting)
  3. 쇼 주조법 (shaw process)
  4. 저압 주조법 (low pressure casting)
(정답률: 알수없음)
  • 규사와 열경화성 수지를 혼합하여 가열된 금속 패턴 위에 얇은 껍질(Shell) 형태의 주형을 만드는 방법으로, 치수 정밀도가 높고 대량 생산에 적합한 셀 주형법(shell molding process)이 가장 적절합니다.
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5. 측정자의 미세한 움직임을 광학적으로 확대하여 측정하는 측정기는?

  1. 미니 미터 (minimeter)
  2. 공기 마이크로미터
  3. 옵티 미터 (optimeter)
  4. 전기 마이크로미터
(정답률: 42%)
  • 옵티 미터(optimeter)는 빛의 굴절이나 반사 등 광학적 원리를 이용하여 측정자의 미세한 변위를 크게 확대해 정밀하게 측정하는 장치입니다.
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6. 금속산화물이 알루미늄에 의하여 산소를 빼앗기는 화학반응을 이용한 용접 방법은?

  1. 원자수소 용접법
  2. 프로젝션 용접법
  3. 테르밋 용접법
  4. 플래시 용접법
(정답률: 64%)
  • 금속산화물(주로 산화철)과 알루미늄 분말의 격렬한 화학반응을 통해 발생하는 고온의 열과 용융 금속을 이용하여 접합하는 방법은 테르밋 용접법입니다.
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7. 초음파 가공장치에 관한 설명으로 맞지 않는 것은?

  1. 구멍을 가공하기 쉽다.
  2. 복잡한 형상도 쉽게 가공할 수 있다.
  3. 부도체의 가공을 할 수 없다.
  4. 가공재료의 제한이 매우 적다.
(정답률: 알수없음)
  • 초음파 가공은 공구의 진동을 이용해 재료를 미세하게 파괴하는 방식이므로, 전기적 성질과 관계없이 경도가 높은 취성 재료라면 부도체라도 가공이 가능합니다.
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8. 주물사의 강도 시험 중 틀린 것은?

  1. 굽힘 강도 시험
  2. 인장 강도 시험
  3. 전단 강도 시험
  4. 충격 강도 시험
(정답률: 알수없음)
  • 주물사의 강도는 주형이 붕괴되지 않고 견디는 능력을 측정하며, 일반적으로 압축, 인장, 전단, 굽힘 강도 시험을 수행합니다. 충격 강도 시험은 주물사의 일반적인 강도 측정 항목에 해당하지 않습니다.
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9. 판금가공에서 스프링백(spring back)을 가장 옳게 설명한 것은?

  1. 스프링의 피치를 나타낸다.
  2. 판재를 굽혔을 때 굽힌 부분이 활 모양으로 되는 현상이다.
  3. 스프링에서 장력의 세기를 나타내는 척도이다.
  4. 판재를 굽힐 때, 하중을 제거하면 탄성에 의해 처음 상태로 약간 복귀되는 현상이다.
(정답률: 80%)
  • 스프링백은 판재를 굽힘 가공한 후 하중을 제거했을 때, 재료 내부의 탄성 회복으로 인해 굽힘 각도가 약간 돌아가며 처음 상태로 복귀하려는 현상을 말합니다.
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10. 구멍의 내면을 가장 정밀하게 다듬는 가공법은 다음 중 어느 것이 가장 좋은가?

  1. 드릴링(Drilling)
  2. 보링(Boring)
  3. 리밍(Reaming)
  4. 호닝(Honing)
(정답률: 59%)
  • 호닝은 정밀한 연삭 숫돌을 사용하여 구멍의 내면을 매우 정밀하게 다듬고 표면 거칠기를 향상시키는 초정밀 가공법입니다.
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11. 금속재료에 처음 한 방향으로 하중을 가하고, 다음에 반대 방향으로 하중을 가하였을 때, 전자보다는 후자의 경우가 탄성한도가 저하한다. 이 현상은?

  1. 크리프 현상
  2. 바우싱거 효과
  3. 피로 현상
  4. 탄성파손 효과
(정답률: 알수없음)
  • 금속 재료에 한 방향으로 소성 변형을 준 후, 반대 방향으로 하중을 가했을 때 항복점이 낮아지는 현상을 바우싱거 효과라고 합니다.

    오답 노트
    크리프 현상: 고온에서 일정 하중을 받을 때 시간이 지남에 따라 변형이 증가하는 현상
    피로 현상: 반복적인 하중으로 인해 재료가 파괴되는 현상
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12. 특수 성향가공법으로 다이(die)를 금속 재료 대신에 경목재(硬木材) 등을 사용하는 방법이며, 선반의 주 축에 다이를 고정하고 심압대로 눌러서, 스틱(stick)으로 원형에 밀어 붙여 가공하는 것은?

  1. 스피닝(spinning)
  2. 스탬핑(stamping)
  3. 코이닝(coining)
  4. 액압성형법(hydroforming)
(정답률: 46%)
  • 회전하는 공작물을 경목재 등의 다이(die)에 밀착시켜 성형하는 특수 성형 가공법을 스피닝(spinning)이라고 합니다.
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13. 연삭력 P=20Kgf, 연삭 속도 1500m/min일 때 연삭 동력은 약 얼마인가? (단, 연삭 효율은 무시한다.)

  1. 4.5 PS
  2. 6.7 PS
  3. 10.1 PS
  4. 15.3 PS
(정답률: 46%)
  • 연삭 동력은 연삭력과 연삭 속도의 곱을 마력 환산 계수로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $HP = \frac{P \times V}{75}$
    ② [숫자 대입] $HP = \frac{20 \times 1500}{75 \times 60}$
    ③ [최종 결과] $HP = 6.7$
    따라서 연삭 동력은 $6.7\text{ PS}$입니다.
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14. 금속재료의 표면에 강철이나 주철의 강구를 고속으로 분사시켜 표면층의 경도를 높이는 방법은?

  1. 금속침투법
  2. 칠드경화법
  3. 숏피닝(shot peening)
  4. 하드페이싱(hard facing)
(정답률: 70%)
  • 강철이나 주철의 작은 구슬(shot)을 고속으로 분사하여 금속 표면에 압축 잔류 응력을 형성함으로써 표면 경도를 높이고 피로 강도를 향상시키는 방법이 숏피닝(shot peening)입니다.
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15. 선반가공에서 바이트의 옆면 및 앞면과 공작물과의 마찰을 줄이기 위한 공구각은?

  1. 여유각
  2. 경사각
  3. 앞날각
  4. 옆날각
(정답률: 64%)
  • 공구의 절삭날과 공작물 표면이 직접 닿아 발생하는 마찰을 방지하기 위해, 날 끝부분을 일부 깎아내어 틈을 주는 각도를 여유각이라고 합니다.
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16. 길이 300mm의 사인바로 29°를 측정하려면 블록 게이지는 몇 mm를 사용하면 되는가? (단, 사인 바와 측정 면이 일치함)

  1. 138.79mm
  2. 127.36mm
  3. 186.25mm
  4. 145.44mm
(정답률: 31%)
  • 사인바를 이용한 각도 측정 시, 사인 법칙($\sin \theta = \frac{h}{L}$)을 이용하여 필요한 블록 게이지의 높이를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$h = L \times \sin \theta$$
    ② [숫자 대입]
    $$h = 300 \times \sin 29^{\circ}$$
    ③ [최종 결과]
    $$h = 145.44$$
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17. 직립식 밀링머신(vertical milling machine)에는 어떤 공구가 사용되는가?

  1. 플레인 커터(plain cutter)
  2. 메탈 소(metal saw)
  3. 총형 커터(formed cutter)
  4. 엔드 밀(end mill)
(정답률: 54%)
  • 직립식 밀링머신은 주축이 수직으로 세워져 있는 구조로, 공구의 측면과 끝면을 모두 사용하여 평면, 홈, 포켓 가공 등을 수행하는 엔드 밀(end mill)이 주로 사용됩니다.
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18. 다음 탭에 관한 설명 중에서 옳은 것은?

  1. 1/16 테이퍼의 파이프 탭은 기밀을 필요로 하는 부분에 태핑을 하는데 쓰인다.
  2. 핸드탭 등경 1번 탭으로 나사를 깎을 때에는 탭구멍 입고에 모떼기 할 필요가 없다.
  3. 핸드탭 등경 1번 탭은 약간에 테이퍼를 주어 탭구멍에 잘 들어가게 하며 이 테이퍼부는 절삭을 하지 않고 나사부의 안내가 된다.
  4. 탭의 드릴 사이즈 d는 나사의 호칭 지름을 D, 피치를 p라고 하면 d는 D-3p로 계산된다.
(정답률: 30%)
  • 파이프 탭의 경우, 나사산이 서로 밀착되어 액체나 기체가 새지 않도록 하기 위해 $1/16$ 테이퍼를 적용하여 기밀성을 확보합니다.

    오답 노트
    핸드탭 등경 1번 탭: 입구에 모떼기를 해야 탭이 수직으로 잘 진입합니다.
    핸드탭 등경 1번 탭의 테이퍼부: 안내 역할뿐만 아니라 초기 절삭을 돕는 역할을 합니다.
    탭의 드릴 사이즈: 일반적으로 $d = D - 0.8p$ 또는 $D - p$ 등의 공식을 사용하며 $D-3p$는 적절하지 않습니다.
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19. 압출기의 주요 부분이 아닌 것은?

  1. 컨테이너(container)
  2. 램(ram)
  3. 다이(die)
  4. 하우징(housing)
(정답률: 알수없음)
  • 압출기는 재료를 밀어내어 일정한 형상을 만드는 장치로, 재료를 담는 컨테이너(container), 재료를 밀어주는 램(ram), 형상을 결정하는 다이(die)가 핵심 구성 요소입니다.

    오답 노트
    하우징(housing): 압출기의 주요 핵심 작동 부품이 아닌 일반적인 외함이나 지지 구조를 의미합니다.
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20. 담금질한 강철을 적당한 온도로 A1 변태점 이하에서 인성을 증가 시키는 조작은?

  1. 뜨임
  2. 풀림
  3. 불림
  4. 항온열처리
(정답률: 50%)
  • 뜨임은 담금질한 강철을 $A_{1}$ 변태점 이하의 온도로 재가열하여 내부 응력을 제거하고 인성을 증가시키는 열처리 공정입니다.

    오답 노트
    풀림: 내부 응력 제거 및 연화 목적
    불림: 결정 조직의 표준화 및 기계 가공성 개선 목적
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2과목: 재료역학

21. 그림과 같이 지름이 다른 2단봉재에 저장되는 탄성 에너지는? (단, E : 탄성계수)

(정답률: 16%)
  • 전체 탄성 에너지는 각 단봉재에 저장된 에너지의 합이며, 에너지는 하중의 제곱에 비례하고 단면적에 반비례합니다. 두 구간의 길이는 $\frac{L}{2}$로 동일하고, 두 번째 구간의 지름이 $\frac{1}{2}d$이므로 단면적은 $\frac{1}{4}$배가 되어 에너지는 4배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $U = \frac{P^{2}L}{2AE}$
    ② [숫자 대입] $U = \frac{P^{2}(\frac{L}{2})}{2(\frac{\pi d^{2}}{4})E} + \frac{P^{2}(\frac{L}{2})}{2(\frac{\pi (\frac{d}{2})^{2}}{4})E} = \frac{P^{2}L}{\pi d^{2}E} + \frac{4P^{2}L}{\pi d^{2}E}$
    ③ [최종 결과] $U = \frac{5P^{2}L}{\pi d^{2}E}$
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22. 코일스프링의 평균지름 D를 2배로 하면 같은 조건에서 처짐은 몇 재가 되는가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 37%)
  • 코일스프링의 처짐량은 평균지름의 3제곱에 비례합니다. 따라서 지름이 2배가 되면 처짐량은 $2^{3}$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{8PD^{3}n}{Gd^{4}}$
    ② [숫자 대입] $\delta' = \frac{8P(2D)^{3}n}{Gd^{4}}$
    ③ [최종 결과] $\delta' = 8\delta$
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23. 고정단의 지름을 d, 비중량 г, 길이 l, 탄성계수 E 인 원추형의 봉이 그림과 같이 연직으로 매달려있을 때 자중에 의한 신장량은 얼마인가?

(정답률: 30%)
  • 원추형 봉의 자중에 의한 신장량은 단면적이 길이에 따라 변하므로 적분을 통해 계산하며, 최종적으로 다음과 같은 공식이 도출됩니다.
    $$\delta = \frac{\gamma l^2}{6E}$$
    따라서 정답은 입니다.
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24. 길이 2m의 외팔보의 자유단에 5KN의 집중하중이 작용하고 있다. 허용응력이 100Mpa이라면 높이 10cm의 사각형 단면에서 폭은?

  1. 6cm
  2. 7cm
  3. 8cm
  4. 9cm
(정답률: 25%)
  • 외팔보의 자유단에 집중하중이 작용할 때, 최대 굽힘응력 공식을 이용하여 단면의 폭을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{M}{Z} = \frac{P \times L}{\frac{bh^2}{6}}$
    ② [숫자 대입] $100 \times 10^6 = \frac{5000 \times 2}{\frac{b \times 0.1^2}{6}}$
    ③ [최종 결과] $b = 0.06\text{ m} = 6\text{ cm}$
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25. 변형율 성분이 εx=900×10-6, εy=-100×10-6, γxy=600×10-6 일 때 면내 최대 전단변형률의 값은?

  1. 400×10-6
  2. 583×10-6
  3. 983×10-6
  4. 1166×10-6
(정답률: 36%)
  • 면내 최대 전단변형률 $\gamma_{max}$는 주변형률의 차이와 같으며, 모어 원의 지름과 동일한 개념입니다.
    ① [기본 공식]
    $$\gamma_{max} = \sqrt{(\epsilon_{x} - \epsilon_{y})^{2} + \gamma_{xy}^{2}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\gamma_{max} = \sqrt{(900 \times 10^{-6} - (-100 \times 10^{-6}))^{2} + (600 \times 10^{-6})^{2}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\gamma_{max} = 1166 \times 10^{-6}$$
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26. 도면과 같이 무게 W=6000 N이 걸려 있을 때, 봉 AB에 걸리는 힘은 몇 N인가? (단, 마찰 및 자중은 무시한다.)

  1. 6000
  2. 4000
  3. 3000
  4. 8000
(정답률: 25%)
  • 점 O를 기준으로 모멘트 평형 방정식 $\sum M_{O} = 0$을 적용하여 봉 AB에 걸리는 힘 $F_{AB}$를 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$F_{AB} \times 3 = W \times 2$$
    ② [숫자 대입]
    $$F_{AB} \times 3 = 6000 \times 2$$
    ③ [최종 결과]
    $$F_{AB} = 4000$$
    따라서 봉 AB에 걸리는 힘은 $4000\text{ N}$입니다.
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27. 탄성계수 E= 210 GPa, 선팽창계수 α=11.5×10-6/℃ 인 철도 레일을 15℃에서 양단을 고정하였다. 발생응력을 85 MPa로 제한하려 할 때 열응력에 의한 온도변화의 허용범위는?

  1. -10.2° ~ 50.2°
  2. 20.2° ~ 30.5°
  3. -20.2° ~ 50.2°
  4. -20.2° ~ 30.5°
(정답률: 73%)
  • 양단이 고정된 레일의 열응력 공식 $\sigma = E \alpha \Delta T$를 이용하여 온도 변화량 $\Delta T$를 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\Delta T = \frac{\sigma}{E \alpha}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\Delta T = \frac{85 \times 10^{6}}{210 \times 10^{9} \times 11.5 \times 10^{-6}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\Delta T = 35.2^{\circ}C$$
    기준 온도 $15^{\circ}C$에서 $\pm 35.2^{\circ}C$ 범위가 허용되므로, 최저 온도는 $15 - 35.2 = -20.2^{\circ}C$, 최고 온도는 $15 + 35.2 = 50.2^{\circ}C$가 됩니다.
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28. 다음 그림과 같은 삼각형 분포하중이 작용하고 있을 때, 이 단순보의 반력 RA는 몇 N인가?

(정답률: 50%)
  • 삼각형 분포하중의 전체 합력은 하중 도형의 면적과 같으며, 그 작용점은 밑변의 $1/3$ 지점에 위치합니다. 보의 대칭 구조이므로 반력 $R_{A}$는 전체 하중의 절반이 됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$R_{A} = \frac{1}{2} \times (\frac{1}{2} \times \omega \times l)$$
    ② [숫자 대입]
    $$R_{A} = \frac{1}{2} \times (\frac{1}{2} \times \omega \times l)$$
    ③ [최종 결과]
    $$R_{A} = \frac{\omega l}{4}$$
    따라서 정답은 입니다.
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29. 수직응력에 의한 탄성에너지에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 응력의 자승에 비례하고, 탄성계수에 반비례한다.
  2. 응력의 3승에 비례하고, 탄성계수에 비례한다.
  3. 응력에 비례하고, 탄성계수에도 비례한다.
  4. 응력에 반비례하고, 탄성계수에 비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 수직응력에 의한 단위 체적당 탄성에너지 $u$는 다음과 같은 관계식을 가집니다.
    $$u = \frac{\sigma^{2}}{2E}$$
    위 식에서 탄성에너지는 응력 $\sigma$의 자승(제곱)에 비례하고, 탄성계수 $E$에 반비례함을 알 수 있습니다.
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30. 그림과 같은 등분포 하중을 받고 있는 외팔보의 최대 처짐은? (단, EI는 보의 굽힘 강성이다.)

(정답률: 30%)
  • 등분포 하중 $w$를 받는 외팔보의 자유단에서 발생하는 최대 처짐량 공식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\delta_{max} = \frac{wL^4}{8EI}$
    ② [숫자 대입] 해당 없음 (기호식 문제)
    ③ [최종 결과] $\frac{wL^4}{8EI}$
    따라서 가 정답입니다.
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31. 길이 15mm, 지름 10mm의 강봉에 8 KN의 인장하중을 걸었더니 탄성변형이 생겼다. 이 때의 늘어난 길이는? (단, 이 강재의 탄성계수 E = 210 GPa이다.)

  1. 7.3mm
  2. 2.28mm
  3. 0.73mm
  4. 0.28mm
(정답률: 46%)
  • 하중을 받는 봉의 늘어난 길이는 하중, 길이, 단면적, 탄성계수를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{PL}{AE}$
    ② [숫자 대입] $\delta = \frac{(8 \times 10^3) \times (15 \times 10^{-3})}{\frac{\pi \times (10 \times 10^{-3})^2}{4} \times (210 \times 10^9)}$
    ③ [최종 결과] $\delta = 0.73$ mm
    ※ 정답 표기 오류 확인: 계산 결과 $0.73$mm가 도출되나, 지정 정답이 $7.3$mm로 되어 있습니다. 계산상으로는 $0.73$mm가 정확합니다.
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32. 다음 중 Hooke의 법칙과 관계 없는 것은?(단, σ : 수직응력, E : 탄성계수, ε : 수직변형률, L : 원래길이, δ : 변형량, τ : 전단응력, G : 전단탄성계수, г : 전단변형률, K : 체적탄성계수, εv : 체적변형률)

(정답률: 30%)
  • Hooke의 법칙은 응력과 변형률이 비례한다는 법칙으로, 재료의 탄성 계수를 정의하는 식들입니다. 는 단순히 변형량과 원래 길이의 비로 변형률을 정의하는 '변형률의 정의식'일 뿐, 응력과의 관계를 나타내는 Hooke의 법칙이 아닙니다.
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33. 길이가 30cm이고, 1mm × 20mm인 직사각형 단면의 얇은 강철자의 양단에 우력을 작용시켜 중심각이 60°인 원호의 모양으로 굽혔다. 강철자가 받는 굽힘 모멘트는? (단, 탄성계수 E = 210 GPa)

  1. 0.97 Nㆍm
  2. 1.22 Nㆍm
  3. 1.37 Nㆍm
  4. 1.52 Nㆍm
(정답률: 19%)
  • 굽힘 모멘트 $M$은 곡률 반지름 $R$과 단면 이차 모멘트 $I$, 탄성계수 $E$의 관계로 구할 수 있습니다. 먼저 원호의 길이 $L = R\theta$ (라디안) 관계를 통해 $R$을 구하고, 직사각형 단면의 $I = \frac{bh^3}{12}$를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $M = E I \frac{1}{R} = E I \frac{\theta}{L}$
    ② [숫자 대입] $M = (210 \times 10^9) \times (\frac{0.02 \times 0.001^3}{12}) \times \frac{60 \times \frac{\pi}{180}}{0.3}$
    ③ [최종 결과] $M = 1.22$ N·m
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34. 외팔보의 자유단에 하중 P가 작용할 때, 이 보의 굽힘에 의한 탄성 변형에너지를 구하면? (단, EI는 일정하다.)

(정답률: 알수없음)
  • 외팔보 자유단에 집중하중 $P$가 작용할 때의 탄성 변형에너지는 보 전체의 굽힘 에너지를 적분하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $U = \int_{0}^{L} \frac{M^{2}}{2EI} dx$
    ② [숫자 대입] $U = \int_{0}^{L} \frac{(Px)^{2}}{2EI} dx = \frac{P^{2}}{2EI} [ \frac{x^{3}}{3} ]_{0}^{L}$
    ③ [최종 결과] $U = \frac{P^{2} L^{3}}{6EI}$
    따라서 정답은 입니다.
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35. 직경 5cm의 차축이 7°만큼 비틀렸다. 이때 최대 전단응력이 100MPa이고, 지료의 전단 탄성계수가 80 GPa이라고 하면 이 차축의 길이에 가장 가까운 것은?

  1. 2 m
  2. 2.5 m
  3. 1.5 m
  4. 1 m
(정답률: 30%)
  • 비틀림각 $\theta$와 최대 전단응력 $\tau_{max}$의 관계식을 이용하여 축의 길이를 구합니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \frac{\tau_{max} L}{G r}$
    ② [숫자 대입] $7 \times \frac{\pi}{180} = \frac{100 \times 10^{6} \times L}{80 \times 10^{9} \times 0.025}$
    ③ [최종 결과] $L = \frac{0.12217 \times 2 \times 10^{9}}{100 \times 10^{6}} = 2.44$
    가장 가까운 값은 $2.5\text{ m}$ 입니다.
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36. 그림과 같이 10cm × 10cm의 단면적을 갖고 양단이 회전단으로된 부재가 중심축 방향에 압축력 P가 작용하고 있을 때 장주의 길이가 2m이라면 셋방비의 값은 얼마인가?

  1. 890
  2. 69
  3. 49
  4. 29
(정답률: 알수없음)
  • 셋방비(세장비)는 유효길이를 단면의 최소 회전반경으로 나눈 값입니다. 양단 회전단이므로 유효길이 $L_{e} = L$ 입니다.
    ① [기본 공식] $r = \frac{a}{\sqrt{12}}, \lambda = \frac{L_{e}}{r}$
    ② [숫자 대입] $r = \frac{0.1}{\sqrt{12}} \approx 0.02887, \lambda = \frac{2}{0.02887}$
    ③ [최종 결과] $\lambda = 69.28$
    따라서 셋방비의 값은 약 $69$ 입니다.
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37. 그림과 같은 균일분포하중을 받는 외팔보에서 자유단의 처짐이 δ = 3cm 이고 경사각이 θ = 0.02 rad일때 이 보의 길이는 얼마인가? (단, 탄성계수 E = 210 GPa 이다.)

  1. 1 m
  2. 2 m
  3. 4 m
  4. 7 m
(정답률: 알수없음)
  • 균일분포하중을 받는 외팔보의 자유단 처짐 $\delta$와 경사각 $\theta$의 관계식을 이용하여 길이를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{\omega L^{4}}{8EI}, \theta = \frac{\omega L^{3}}{6EI} \Rightarrow \frac{\delta}{\theta} = \frac{3}{4}L$
    ② [숫자 대입] $0.03 = \frac{3}{4}L \times 0.02$
    ③ [최종 결과] $L = \frac{0.03 \times 4}{3 \times 0.02} = 2$
    따라서 보의 길이는 $2\text{ m}$ 입니다.
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38. 같은 재료로 되어있는 지름 d의 원형 단면과 1변의 길이가 a인 정사각형 단면의 보가 있다. 이들 보가 굽힘에 대하여 같은 강도를 갖기 위한 d : a의 비는?

(정답률: 43%)
  • 굽힘 강도가 같다는 것은 단면계수 $Z$가 동일함을 의미합니다. 원형 단면과 정사각형 단면의 단면계수 공식을 이용하여 비를 구합니다.
    ① [기본 공식] $Z_{circle} = Z_{square} \Rightarrow \frac{\pi d^{3}}{32} = \frac{a^{3}}{6}$
    ② [숫자 대입] $d^{3} = \frac{32 a^{3}}{6 \pi} = \frac{16 a^{3}}{3 \pi}$
    ③ [최종 결과] $\frac{d}{a} = \sqrt[3]{\frac{16}{3 \pi}}$
    따라서 정답은 입니다.
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39. 다음 그림과 같이 연속보가 균일 분포하중(q)을 받고 있을 때 A점의 반력은?

  1. 1/8 ql
  2. 1/4 ql
  3. 3/8 ql
  4. 1/2 ql
(정답률: 30%)
  • 연속보의 반력을 구하기 위해 3모멘트 정리 또는 초정정 구조물 해석법을 적용합니다. 전체 하중 $2ql$이 지지점 A, C, B에 분배되며, 대칭 구조에서 A점의 반력은 전체 하중의 $3/8$이 됩니다.
    ① [기본 공식] $R_{A} = \frac{3}{8}ql$
    ② [숫자 대입] (공식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $R_{A} = \frac{3}{8}ql$
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40. 7.5 KW의 모터가 3600 rpm으로 운전될 때 전단응력이 60 MPa를 초과하지 못한다면 사용할 수 있는 최소 축 지름은?

  1. 6 mm
  2. 8 mm
  3. 10 mm
  4. 12 mm
(정답률: 알수없음)
  • 모터의 출력과 회전수를 통해 축에 걸리는 토크를 구하고, 전단응력 공식을 이용하여 최소 축 지름을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $d = \sqrt[3]{\frac{16T}{\pi \tau}}$ (여기서 $T = \frac{P \times 60}{2\pi N}$)
    ② [숫자 대입] $d = \sqrt[3]{\frac{16 \times \frac{7500 \times 60}{2\pi \times 3600}}{\pi \times 60 \times 10^{6}}}$
    ③ [최종 결과] $d = 12\text{ mm}$
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3과목: 용접야금

41. 용접과정의 화학 반응의 특성은?

  1. 온도가 높고 시간이 길다.
  2. 온도가 낮고 시간이 길다.
  3. 온도가 낮고 시간이 짧다.
  4. 온도가 높고 시간이 짧다.
(정답률: 84%)
  • 용접은 매우 좁은 영역에 집중적으로 강한 열을 가하는 공정으로, 용융점 이상의 매우 높은 온도에 도달하지만 냉각 속도가 매우 빨라 반응 시간이 극히 짧은 것이 특징입니다.
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42. 저항용접에서 용접입열 (weld heat input)을 표시하는 식 중 옳은 것은? (단, H:용접입열, R:용접재료간의 접촉저항 및 그 재료의 고유저항의 총합, I:용접전류, K:손실계수 이다.)

  1. H = IRtK
  2. H = I2RtK
  3. H = I2R2tK
  4. H = I3R2tK
(정답률: 60%)
  • 저항용접의 입열량은 줄의 법칙($$Q = I^{2}Rt$$)에 기반하며, 여기에 실제 유효하게 사용된 열량을 계산하기 위한 손실계수를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $H = I^{2}RtK$
    ② [숫자 대입] (공식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $H = I^{2}RtK$
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43. 상온에서 순철(Fe)의 결정 격자는?

  1. 면심입방격자이다.
  2. 체심입방격자이다.
  3. 조밀육방격자이다.
  4. 체심정방격자이다.
(정답률: 알수없음)
  • 순철(Fe)은 상온($912^{\circ}C$이하)에서 체심입방격자(BCC) 구조인 $\alpha$-철 상태로 존재합니다.
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44. 금속의 강도를 지배하는 기구 중 금속경화 기구가 아닌 것은?

  1. 가공경화
  2. 고용체경화
  3. 석출경화
  4. 풀림경화
(정답률: 50%)
  • 금속의 강도를 높이는 경화 기구에는 가공경화, 고용체경화, 석출경화 등이 있습니다.

    오답 노트
    풀림경화: 풀림(Annealing)은 재료를 연하게 만들어 가공성을 높이는 열처리 공정으로, 경화 기구가 아닙니다.
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45. 항온 변태 곡선과 관계 없는 것은?

  1. S 곡선
  2. CCT
  3. nose
  4. bainite
(정답률: 알수없음)
  • 항온 변태 곡선(TTT 곡선)은 일정한 온도에서 시간에 따른 변태를 나타내며, S 곡선 형태와 변태가 시작되는 nose 지점, 그리고 변태 생성물인 bainite와 밀접한 관련이 있습니다.

    오답 노트
    CCT: 연속 냉각 변태 곡선으로, 항온 상태가 아닌 일정한 속도로 냉각할 때의 변태를 나타냅니다.
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46. Cu합금의 용접시 열영향부의 넓이는 연강에 비해 어떠한가?

  1. 같다.
  2. 용접방법에 따라 다르다.
  3. 매우 좁다.
  4. 매우 넓다.
(정답률: 86%)
  • Cu(구리) 합금은 연강에 비해 열전도율이 매우 높기 때문에, 용접 시 열이 주변으로 빠르게 확산되어 열영향부(HAZ)의 범위가 매우 넓게 형성됩니다.
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47. 강의 상태도에서 γ역을 넓히는 역할을 하는 원소는?

  1. Cr
  2. Mo
  3. Si
  4. Mn
(정답률: 30%)
  • Mn(망간)은 오스테나이트($\gamma$) 영역을 안정화시켜 상온에서도 $\gamma$ 상이 존재할 수 있도록 영역을 넓히는 역할을 하는 원소입니다.
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48. 냉간 가공시 가공도가 증가하면 강도, 항복점 및 경도가 증가하며, 연신율은 감소하는데 이런 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 슬립 변형
  2. 가성 취성
  3. 잔류 응력
  4. 가공 경화
(정답률: 70%)
  • 금속 재료를 상온에서 냉간 가공하면 전위 밀도가 증가하여 변형이 어려워지며, 이로 인해 강도, 항복점, 경도가 상승하고 연신율이 감소하는 가공 경화 현상이 발생합니다.
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49. Al, Ti 등에 의하여 강괴의 결정을 미세하게 하는 외에 용접성도 가장 좋은 강괴(ingot)는?

  1. 킬드 강 (killed steel)
  2. 림드 강 (rimmed steel)
  3. 세미 킬드 강 (semi-killed steel)
  4. 고 탄소강 (high-carbon steel)
(정답률: 알수없음)
  • 킬드 강(killed steel)은 탈산제를 첨가하여 용강 내 산소를 완전히 제거한 강으로, 결정립이 미세하고 내부 결함이 적어 용접성이 매우 우수합니다.
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50. 다음 중 중(重)금속이 아닌 것은?

  1. Fe
  2. Ni
  3. Be
  4. Cr
(정답률: 알수없음)
  • 중금속은 일반적으로 비중이 $5$이상인 금속을 의미합니다. 베릴륨(Be)은 비중이 약 $1.85$로 매우 가벼운 경금속에 해당합니다.

    오답 노트
    Fe, Ni, Cr: 비중이 $5$이상인 대표적인 중금속
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51. 일반 탄소강의 조직 중 오스테나이트 (Autenite)상태에서 서냉 (Slow cooling)하였을 때 나타나는 조직은?

  1. 마르텐사이트 (Martensite)
  2. 트루스타이트 (Troostite)
  3. 펄라이트 (Pearlite)
  4. 소르바이트 (Sorbite)
(정답률: 알수없음)
  • 오스테나이트 상태의 탄소강을 매우 천천히 냉각(서냉)시키면, 탄소가 석출되면서 층상 구조를 가진 펄라이트 조직이 형성됩니다.
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52. 18Cr-8Ni의 스테인리스강의 우수한 점이 아닌 것은?

  1. 가공성
  2. 내식성
  3. δ상 석출
  4. 고온성능
(정답률: 24%)
  • 18Cr-8Ni 스테인리스강(오스테나이트계)은 내식성과 가공성이 매우 우수하며 $\delta$상 석출 등을 통해 특성을 조절할 수 있으나, 일반적인 고온 성능(고온 강도 및 크리프 저항성)은 특화된 내열강에 비해 우수하다고 보기 어렵습니다.
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53. 알루미늄 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: 59%)
  • 알루미늄 용접 시 용입 조절은 전류 세기, 극성, 보호가스(He 등)의 조성을 통해 제어합니다. 하지만 보호가스에 $O_{2}$를 혼합하는 것은 산화 반응을 촉진시켜 용접 결함을 유발하므로 용입 조절 방법으로 적절하지 않습니다.
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54. 경도(hardness)시험에 있어서 선단이 다이아몬드로 된 작은 추를 일정의 높이에서 시험편 표면에 낙하시켜 반발의 높이로서 측정하는 시험법은?

  1. 쇼어경도 (Shore Hardness)
  2. 로크웰경도 (Rockwell Hardness)
  3. 브리넬경도 (Brinell Hardness)
  4. 비커스경도 (Vickers Hardness)
(정답률: 55%)
  • 쇼어경도(Shore Hardness) 시험법은 다이아몬드 추를 일정 높이에서 낙하시켜 그 반발 높이를 측정함으로써 재료의 경도를 판정하는 반발식 경도 시험법입니다.
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55. 용접금속이 응고할 때 용융금속 중의 산소와 결함 하여 산소 제거 작용을 하는 탈산제는?

  1. 금속망간-형석분말
  2. 티탄철-이산화망간분말
  3. 규소철-규산칼리분말
  4. 망간철-알루미늄분말
(정답률: 알수없음)
  • 용접 시 용융금속 내의 산소를 제거하여 기공 등의 결함을 방지하기 위해 망간철-알루미늄분말과 같은 탈산제를 사용하여 산소와 결합시켜 제거합니다.
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56. 금속의 격자 결함 중 면결함(plane defect)에 해당하는 것은?

  1. 원자공공 (vacancy)
  2. 전위 (dislocation)
  3. 주조결함 (수축공 및 기공)
  4. 적층결함 (stacking fault)
(정답률: 70%)
  • 금속의 격자 결함은 차원에 따라 분류되며, 적층결함(stacking fault)은 원자 층의 배열 순서가 어긋나 발생하는 대표적인 2차원 면결함입니다.

    오답 노트
    원자공공: 0차원 점결함
    전위: 1차원 선결함
    주조결함: 거시적 결함
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57. 주철제품을 용접한 후 일반적인 열처리 방법은?

  1. normalizing
  2. annealing
  3. quenching
  4. tempering
(정답률: 알수없음)
  • 주철은 용접 후 냉각 과정에서 내부 응력이 발생하고 조직이 불균일해지기 쉬우므로, 응력 제거와 조직의 균질화를 위해 풀림 처리인 annealing을 수행합니다.
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58. 저온 취성을 개선하는데 가장 크게 기여하는 원소는?

  1. 탄소
  2. 망간
  3. 니켈
  4. 유황
(정답률: 알수없음)
  • 니켈은 강철의 결정 구조를 안정화하고 저온에서도 인성을 유지하게 하여 저온 취성을 개선하는 데 가장 효과적인 원소입니다.
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59. 저탄소강을 인장시험 하면 200~300℃의 온도범위에서 인장강도는 매우 증가하고, 또한 연성의 저하를 나타내는 경우가 있다. 이 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 청열취성 (blue shortness)
  2. 변형시효 (strain aging)
  3. 적열취성 (hot shortness)
  4. 저온취성 (low temperature brittleness)
(정답률: 31%)
  • 저탄소강을 $200 \sim 300^{\circ}\text{C}$ 범위에서 가열했을 때, 강도는 증가하지만 연성이 급격히 저하되어 취성이 나타나는 현상을 청열취성 (blue shortness)이라고 합니다.

    오답 노트
    변형시효: 냉간 가공 후 상온이나 저온에서 시효되어 강도가 증가하고 연성이 감소하는 현상
    적열취성: 고온 가공 시 황(S) 성분으로 인해 결정립계가 취약해지는 현상
    저온취성: 온도가 낮아짐에 따라 충격값이 급격히 감소하는 현상
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60. 강의 표면에 알루미늄을 침투시키는 처리로서 내(耐) 고온성의 확산층을 생성하여 고온에서 사용되는 기계부품이 많이 이용되는 방식법은?

  1. 브로나이징 (Boronizing)
  2. 크로마이징 (Chromizing)
  3. 칼로라이징 (Calorizing)
  4. 실리콘나이징 (Silconizing)
(정답률: 알수없음)
  • 강재 표면에 알루미늄을 확산 침투시켜 내고온성 확산층을 형성함으로써 고온 부식과 산화를 방지하는 표면 경화법은 칼로라이징 (Calorizing)입니다.

    오답 노트
    브로나이징 (Boronizing): 붕소 침투
    크로마이징 (Chromizing): 크롬 침투
    실리콘나이징 (Silconizing): 실리콘 침투
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4과목: 용접구조설계

61. 용접에서 공작물을 조립하는데, 사용하는 도구(tool)를 무엇이라고 하는가?

  1. 지그(jig)
  2. 용구(用具)
  3. 레그(leg)
  4. 보호구(保護區)
(정답률: 알수없음)
  • 지그(jig)는 가공이나 용접 시 공작물을 정확한 위치에 고정하고 조립하여 정밀도를 유지하고 생산성을 높이기 위해 사용하는 보조 도구입니다.
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62. 용접 금속의 열처리에서 어닐링(annealing)의 목적 중 옳지 않은 것은?

  1. 내부응력제거
  2. 금속입자의 규격조절
  3. 유연성 회복
  4. 강도 및 강인성 증가
(정답률: 59%)
  • 어닐링(Annealing)은 재료를 가열 후 천천히 냉각시켜 내부 응력을 제거하고 조직을 균질화하여 유연성을 회복시키는 풀림 처리입니다. 강도와 강인성을 증가시키는 것은 일반적으로 퀜칭(Quenching)이나 템퍼링(Tempering)과 같은 다른 열처리 공정의 목적입니다.
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63. 다음과 같은 윤상 필릿 용접의 중립축에 대한 단면 2차 모멘트 I'의 값으로 옳은 것은?

  1. 66.7 cm3
  2. 666.7 cm3
  3. 41.67 cm3
  4. 416.7 cm3
(정답률: 42%)
  • 윤상 필릿 용접부의 중립축에 대한 단면 2차 모멘트는 각 부분의 관성 모멘트 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I' = \frac{bh^3}{12} + 2 \times \frac{bt^3}{12}$
    ② [숫자 대입] $I' = \frac{5 \times 10^3}{12} + 2 \times \frac{10 \times 5^3}{12}$
    ③ [최종 결과] $I' = 416.7$
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64. 용접부의 형틀 굽힘 시험에서 판 두께가 가장 두꺼운 시험편을 시험하는 것은?

  1. 0호
  2. 1호
  3. 2호
  4. 3호
(정답률: 알수없음)
  • 용접부의 형틀 굽힘 시험편 규격은 판 두께에 따라 호수로 구분하며, 숫자가 커질수록 더 두꺼운 판을 시험하는 규격입니다. 따라서 3호가 가장 두꺼운 시험편을 시험하는 규격에 해당합니다.
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65. 용접시공시 라멜라 테어의 방생과 가장 관계가 깊은 것은?

  1. 모재 판두께 방향의 인장강도
  2. 모재 판두께 방향의 단면 수축률
  3. 모재의 충격치
  4. 용접금속의 인장강도
(정답률: 알수없음)
  • 라멜라 테어(Lamellar Tearing)는 강판의 두께 방향으로 응력이 작용할 때, 강판 내부의 비금속 개재물이 층상으로 배열되어 찢어지는 현상입니다. 따라서 모재 판두께 방향의 단면 수축률이 낮을수록(연성이 부족할수록) 발생 가능성이 매우 높습니다.
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66. 50 kgf/mm2급 고장력 강재를 사용한 저장탱크, 압력용기 등의 용접에 사용되는 용접봉은 어느 것인가?

  1. KSD5016
  2. KSD308
  3. KSD4316
  4. KSD316
(정답률: 50%)
  • 고장력 강재($50\text{ kgf/mm}^2$급)를 사용하는 저장탱크나 압력용기 용접에는 이에 적합한 강도를 가진 KSD5016 용접봉을 사용합니다.
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67. 맞대기 용접에서 용접금속 및 모재의 수축에 대하여 용접 전(前)dp 반대방향으로 굽혀 놓고 작업하는 용접 교정 방법은?

  1. 억제법
  2. 도열법
  3. 피닝법
  4. 역 변형법
(정답률: 67%)
  • 용접 시 발생하는 수축 변형을 예측하여, 용접 전 미리 반대 방향으로 굽혀 놓음으로써 최종적으로 평평하게 만드는 방법을 역 변형법이라고 합니다.
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68. 다음 용접장비 및 용어에 관한 각각의 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 용접 지그는 용접제품을 조립할 때 사용하는 도구이다.
  2. 고정구는 용접부품을 잡고 있는 역할을 한다.
  3. 포지셔너는 피용접물을 용접하기 쉬운 상태로 놓는다.
  4. 스트롱 백은 용착 금속이 흘러내리는 것을 방지한다.
(정답률: 60%)
  • 스트롱 백은 용접 시 발생하는 변형을 방지하기 위해 일시적으로 부착하는 보강재를 의미하며, 용착 금속이 흘러내리는 것을 방지하는 장치가 아닙니다.
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69. 다음 그림은 어떤 형식의 용접 이음인가?(문제 복원 오류로 그림이 없습니다. 정확한 그램 내용을 아시는분 께서는 자유게시판에 그림 등록 부탁 드립니다. 정답은 2번 입니다.)

  1. 맞대기 용접이음
  2. 겹치기 용접이음
  3. T형 용접이음
  4. 십자형 용접이음
(정답률: 70%)
  • 제시된 정답에 따라, 두 부재를 서로 겹쳐 놓고 그 접합부를 용접하는 방식인 겹치기 용접이음입니다.
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70. 그림과 같은 굽힘을 받는 용접부 선형의 중립 축 X-X'에 대한 단면 2차 모멘트로 가장 적합한 것은? (단, 용접두께를 t = 1로 보고 계산한 식이다.)

  1. ad2
  2. 2d2
  3. 2ad2
  4. d2
(정답률: 67%)
  • 단면 2차 모멘트는 중립축으로부터 떨어진 거리의 제곱에 면적을 곱하여 합산한 값입니다. 용접부의 두께 $t=1$일 때, 면적 $a \times t$가 중립축으로부터 거리 $d$만큼 떨어져 있으므로 다음과 같이 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = a \times t \times d^{2}$
    ② [숫자 대입] $I = a \times 1 \times d^{2}$
    ③ [최종 결과] $I = ad^{2}$
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71. 용접부의 기공(Blow hole) 방지에 가장 적합한 부속품은?

  1. 포지셔너(Positioner)
  2. 런 오프 탭(Run-off-tab)
  3. 스트롱 백(Strong back)
  4. 도그 피스(dog piece)
(정답률: 알수없음)
  • 런 오프 탭(Run-off-tab)은 용접 시작과 끝부분에서 발생하는 기공(Blow hole)이나 크레이터 등의 결함을 방지하기 위해 설치하는 부속품입니다.
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72. 응력집중에 관한 내용이 아닌 것은?

  1. 용접이음에 소성변형이 생기면 응력집중이 작아진다.
  2. 이음의 정적 강도에 영향을 받는다.
  3. 용접 끝 (TOE OF WELD) 부분에 국부적으로 일어난다.
  4. 피로강도에 크게 영향을 미친다.
(정답률: 19%)
  • 응력집중은 주로 용접 끝(TOE OF WELD) 부분에서 국부적으로 발생하며, 피로강도에 결정적인 영향을 미칩니다. 소성변형이 발생하면 응력이 재분배되어 응력집중이 완화됩니다.

    오답 노트
    이음의 정적 강도에 영향을 받는다: 응력집중은 정적 강도보다는 반복 하중에 의한 피로강도에 훨씬 더 치명적인 영향을 줍니다.
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73. 재료의 열전도율이 가장 큰 것에서 작은 것의 순서로 된 것은?

  1. 구리 - 알루미늄 - 연강
  2. 스텐레스 - 알루미늄 - 연강
  3. 구리 - 스텐레스 - 알루미늄
  4. 연강 - 구리 - 알루미늄
(정답률: 46%)
  • 금속 재료의 열전도율은 일반적으로 구리가 가장 높고, 그 다음 알루미늄, 연강 순으로 낮아집니다.
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74. 필릿(Fillet) 용접부의 다리길이는 판 두께의 몇 % 정도가 가장 적당한가?

  1. 50%
  2. 60%
  3. 70%
  4. 80%
(정답률: 80%)
  • 필릿 용접에서 적절한 다리길이는 용접부의 강도와 효율성을 확보하기 위해 일반적으로 판 두께의 70% 정도로 설계하는 것이 가장 적당합니다.
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75. 그림과 같은 완전 용입된 평판 V형 맞대기 용접 이음의 굽힘 모멘트 Mb=9500kgfㆍcm가 작용하고 있을 때 최대 굽힘 응력은 몇 kgf/cm2 인가? (단, L = 200mm, t = 20mm으로 한다.)

  1. 600.3
  2. 712.5
  3. 850.4
  4. 922.1
(정답률: 38%)
  • 굽힘 모멘트가 작용하는 평판의 최대 굽힘 응력은 단면 계수를 이용한 굽힘 응력 공식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\sigma = \frac{M_{b}}{\frac{L t^{2}}{6}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\sigma = \frac{9500}{\frac{20 \times 2^{2}}{6}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\sigma = 712.5$$
    단, $L = 200\text{mm} = 20\text{cm}$, $t = 20\text{mm} = 2\text{cm}$로 단위를 환산하여 계산하였습니다. 결과값은 $712.5\text{ kgf/cm}^{2}$ 입니다.
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76. 필릿 용접치수를 결정하는데 사용하는 다음과 같은 선형의 단면 2차 극 모멘트 Ip' 는?

(정답률: 22%)
  • 제시된 이미지 와 같은 선형 단면의 단면 2차 극 모멘트 $I_{p}'$는 평행축 정리와 극 모멘트 정의에 의해 다음과 같이 계산됩니다.
    $$\text{단면 2차 극 모멘트 공식}$$
    $$I_{p}' = b d^{2} + \frac{b^{3}}{3}$$
    따라서 정답은 입니다.
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77. 용접에서 홈 형태 중 가장 두꺼운 판에 적합한 것은?

  1. I형홈
  2. V형홈
  3. J형홈
  4. X형홈
(정답률: 64%)
  • 판의 두께가 매우 두꺼운 경우, V형홈은 입구 쪽의 폭이 너무 넓어져 용접 금속량이 과다해집니다. 따라서 양면을 깎아내는 X형홈을 사용하여 용접 효율을 높이고 변형을 줄이는 것이 가장 적합합니다.
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78. 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: 17%)
  • 고장력강의 저온균열은 용접부의 경화, 확산 가능한 수소의 존재, 그리고 구조적 구속도라는 세 가지 요소가 복합적으로 작용하여 발생합니다.

    오답 노트
    내열 피로특성: 고온에서 반복적인 열하중으로 인해 발생하는 현상으로, 저온균열의 직접적인 원인이 아닙니다.
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79. 용접부의 열 유동에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 용접부의 재질 변화를 알기 위하여 최고 도달 온도를 알아야 한다.
  2. 재질변화를 알기 위하여 냉각 속도도 알 필요가 있다.
  3. 용접부의 재질변화에 예열 온도가 영향을 미친다.
  4. 용접 입열의 크기는 재질변화에 영향이 없다.
(정답률: 72%)
  • 용접부의 재질 변화는 최고 도달 온도, 냉각 속도, 그리고 예열 온도에 의해 결정됩니다. 특히 용접 입열(Heat Input)의 크기는 냉각 속도와 직접적인 상관관계가 있어 재질 변화에 결정적인 영향을 미칩니다.
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80. 저수소계 용접봉(E4316)의 특징이 아닌 것은?

  1. 인성, 내균열성이 우수하다.
  2. 아크를 길게 유지하면 전자세 용접이 되며 용접봉은 건조하지 않아도 된다.
  3. 석회석이나 형석을 주성분으로 하는 용접봉이다.
  4. 아크는 약간 불안정하고, 비드가 볼록형이 되는 경우가 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 저수소계 용접봉은 수소 함량을 극도로 낮추어 균열을 방지하는 용접봉으로, 반드시 건조로에서 건조 후 사용해야 합니다.

    오답 노트
    아크를 길게 유지하면 전자세 용접이 되며 용접봉은 건조하지 않아도 된다: 저수소계는 반드시 건조가 필요하며, 아크 길이를 길게 하면 기공 발생 위험이 커집니다.
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5과목: 용접일반 및 안전관리

81. 용적이 33리터인 산소용기의 고압력계에 100kgf/cm2으로 나타났다면 프랑스식 300번의 팁으로는 몇시간 용접할 수 있는가? (단, 산소와 아세틸렌의 혼합비는 1 : 1이다.)

  1. 11시간
  2. 15시간
  3. 20시간
  4. 7.5시간
(정답률: 83%)
  • 산소 용기의 총 가스량을 계산한 후, 팁 번호(300번)에 따른 시간당 산소 소비량으로 나누어 용접 가능 시간을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\text{시간} = \frac{V \times P}{Q}$
    ② [숫자 대입] $\text{시간} = \frac{33 \times 100}{300}$
    ③ [최종 결과] $\text{시간} = 11$
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82. 서브머지드 아크 용접의 단점에 해당되는 설명은?

  1. 용융속도 및 용착속도가 느리다.
  2. 루트 간격이 0.8mm 이상이면 용락이 되어 용접 할 수 없다.
  3. 용입이 얕다.
  4. 곧은 용접선의 용접은 기계의 설치조작이 어려우므로 주로 곡선용에 사용된다.
(정답률: 31%)
  • 서브머지드 아크 용접은 용제 속에 아크가 잠겨 있어 용입이 깊고 용착 속도가 매우 빠르지만, 루트 간격이 $0.8\text{mm}$이상으로 넓으면 용융 금속이 아래로 흘러내리는 용락 현상이 발생하여 용접이 어렵다는 단점이 있습니다.
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83. 직류용접기에서 정전압특성을 갖는 용접은?

  1. 실드메탈 아크 용접 (SMAW)
  2. 텅스텐 아크 용접 (GTAW)
  3. 플라즈마 아크 용접 (PAW)
  4. 가스메탈 아크 용접 (GMAW)
(정답률: 10%)
  • 가스메탈 아크 용접(GMAW)은 와이어가 자동으로 공급되는 연속 용접 방식으로, 아크 길이를 일정하게 유지하여 전류 변화에 관계없이 전압이 거의 일정한 정전압 특성을 갖습니다.
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84. 아크 용접시 전격을 가장 받기 쉬운 경우는?

  1. 용접전류가 많을 때
  2. 용접봉이 굵고 취약할 때
  3. 아크가 불안정할 때
  4. 어스 접촉이 양호할 때
(정답률: 알수없음)
  • 전격(전기 충격)은 전류의 세기에 비례하여 위험도가 증가하므로, 용접 전류가 많을 때 가장 받기 쉽습니다.
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85. 방사선 사진의 상에서 결함의 크기를 표시하여 비교하기 위한 것은?

  1. 투과도계
  2. 계조계
  3. 탐촉자
  4. 흡수계
(정답률: 74%)
  • 투과도계는 방사선 투과 시험 시 시험체의 투과 정도를 확인하고, 결함의 크기를 표시하여 비교하기 위해 사용하는 표준 시편입니다.
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86. 용접전류를 200A, 아크 전압을 25V로 아크 용접하였을 때 용접입열이 2000 [Joule/cm]였다. 이 때 용접속도는 얼마인가?

  1. 2.5 cm/min
  2. 5 cm/min
  3. 150 cm/min
  4. 15 cm/min
(정답률: 50%)
  • 용접 입열량 공식을 이용하여 용접 속도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{V \times I}{v}$ 입열량 = (전압 $\times$ 전류) / 속도
    ② [숫자 대입] $2000 = \frac{25 \times 200}{v}$
    ③ [최종 결과] $v = 2.5 \text{ cm/s} = 150 \text{ cm/min}$
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87. 원자수소 용접에서 일어나는 상태변화이다. 옳은 것은?

  1. H2→2H→H
  2. H→2H→2H2
  3. H2→2H→H2
  4. 2H→H2→2H
(정답률: 25%)
  • 원자수소 용접은 수소 분자($H_{2}$)가 열분해되어 원자 상태의 수소($2H$)가 되고, 이것이 다시 결합하여 분자 상태($H_{2}$)로 돌아가며 막대한 열을 방출하는 원리를 이용합니다.
    따라서 상태 변화는 $H_{2} \rightarrow 2H \rightarrow H_{2}$ 순으로 일어납니다.
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88. 조선소 등에서 두껍고 큰 강판을 평행 절단하는데 적합한 가스 절단장치는?

  1. 자동 가스 절단기
  2. 플레임 플레이너
  3. 광전관식 절단기
  4. 수동 가스 절단기
(정답률: 알수없음)
  • 플레임 플레이너는 두껍고 큰 강판을 직선으로 평행하게 절단하는 데 특화된 가스 절단 장치입니다.
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89. 용접기에서 멀리 떨어져서 작업을 수행할 때 전류의 원격조정(Remote Control)이 가능한 용접기는?

  1. 가동철심형
  2. 탭전환형
  3. 가동코일형
  4. 가포화리액터형
(정답률: 알수없음)
  • 가포화리액터형 용접기는 리액터의 자기 포화 특성을 이용하여 전류를 제어하므로, 외부에서 전압을 조절하는 원격 조정(Remote Control)이 가능합니다.
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90. 피복아크 용접봉 E4316-AC-5.0-400에서 400이 의미하는 것은?

  1. 용접봉의 종류
  2. 용접봉의 개수
  3. 용접봉의 길이
  4. 용접봉의 전류
(정답률: 60%)
  • 피복아크 용접봉의 규격 표시에서 마지막에 위치한 수치는 용접봉의 길이를 의미합니다. 따라서 400은 용접봉의 길이를 나타냅니다.
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91. 용접의 종류 중 압접에 속하는 것은?

  1. 초음파 용접
  2. 전자빔 용접
  3. 레이저 용접
  4. 원자수소 용접
(정답률: 알수없음)
  • 압접은 열과 압력을 동시에 가하여 접합하는 방식입니다. 초음파 용접은 초음파 진동에 의한 마찰열과 압력을 이용하므로 압접에 속합니다.

    오답 노트
    전자빔 용접, 레이저 용접, 원자수소 용접: 융접
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92. 용접결함 중 성질상 결함에 해당되는 것은?

  1. 용접균열
  2. 언더컷
  3. 용입불량
  4. 인장강도 부족
(정답률: 82%)
  • 용접결함은 크게 형상 결함과 성질 결함으로 나뉩니다. 인장강도 부족은 용접부의 기계적 성질이 요구치에 미달하는 것이므로 성질상 결함에 해당합니다.

    오답 노트
    용접균열, 언더컷, 용입불량: 형상 결함
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93. 불활성가스 금속아크 용접법의 특성으로 옳은 것은?

  1. 용제를 사용하므로 용접 후 청소가 필요하다.
  2. 전류밀도가 매우 낮고 저능률적이다.
  3. 스패터 및 합금 성분의 손실이 적다.
  4. 용접 가능한 판두께의 범위가 좁다.
(정답률: 20%)
  • 불활성가스 금속아크 용접(GMAW)은 불활성 가스로 용융부를 보호하므로 슬래그(용제)가 발생하지 않아 청소가 필요 없고, 스패터가 적으며 합금 성분의 손실이 적은 것이 특징입니다.

    오답 노트
    용제 사용: 슬래그가 발생하지 않음
    전류밀도: 매우 높고 효율적임
    판두께 범위: 매우 넓음
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94. 저항용접에서 용접전류는 1500A, 저항은 220Ω, 통전시간은 0.25sec이라면 용접부에 발생하는 저항열은 다음 중 약 얼마인가? (단, 줄(Joule)의 법칙에 의하여 계산한다.)

  1. 1970 [Kcal]
  2. 19700 [Kcal]
  3. 2970 [kcal]
  4. 29700 [Kcal]
(정답률: 25%)
  • 줄(Joule)의 법칙을 이용하여 전류, 저항, 시간으로부터 발생하는 열량을 계산합니다. 단, 계산된 줄(J) 단위를 kcal로 변환하기 위해 $4.186\text{J} = 1\text{cal}$ 관계를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $Q = I^{2} R t$
    ② [숫자 대입] $Q = 1500^{2} \times 220 \times 0.25$
    ③ [최종 결과] $Q = 123,750,000\text{J} \approx 29,700\text{Kcal}$
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95. 용접에서 역률(power factor)의 식이 옳은 것은?

  1. [개회로 전압(V) / 아크 전압(V) ] × 100%
  2. [아크 발생시간(min) / 작업시간(min)] × 100%
  3. [소비전력(kw) / 전원입력(KVA)] × 100%
  4. [정격아크 전류(A) / 실제아크 전류(A)] × 100%
(정답률: 알수없음)
  • 역률은 전원으로부터 공급된 피상 전력(KVA)에 대해 실제로 유효하게 소비된 전력(kW)의 비율을 의미합니다.
    $$PF = \frac{P}{Pa} \times 100$$
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96. 아크 용접기의 감전방지를 위해 가장 적당한 것은?

  1. 헬멧
  2. 리미트 스위치
  3. 2차 권선장치
  4. 자동전격 방지 장치
(정답률: 알수없음)
  • 아크 용접 시 무부하 전압에 의한 감전 사고를 예방하기 위해, 용접을 하지 않을 때 2차측 전압을 안전한 전압으로 낮추어 주는 자동전격 방지 장치를 설치해야 합니다.
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97. 아크용접에서 피복제의 역할에 대하여 틀린 것은?

  1. 용착금속의 보호
  2. 용착금속의 탈산정련작용
  3. 용이한 아크의 발생과 아크의 안정
  4. 용착금속에 수소의 공급
(정답률: 60%)
  • 피복제는 용착 금속을 공기(산소, 질소)로부터 보호하고 아크를 안정시키며 탈산 작용을 돕는 역할을 합니다. 수소의 공급은 용접부에 기공이나 균열을 유발하는 결함 원인이 되므로, 피복제는 오히려 수소의 유입을 방지해야 합니다.
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98. 내균열성이 가장 나쁜 용접봉의 계통은?

  1. 저수소계
  2. 고셀룰로스계
  3. 일미나이트계
  4. 고산화철계
(정답률: 50%)
  • 고셀룰로스계 용접봉은 연소 시 다량의 가스가 발생하여 용입이 깊고 작업 속도가 빠르지만, 수소 함량이 높아 다른 계통에 비해 내균열성이 가장 좋지 않습니다.

    오답 노트
    저수소계: 내균열성이 가장 우수함
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99. 가스용접 중 아세틸렌에 대한 완전연소 화학방정식은 어느 것인가?

  1. C3H8+5O2=3CO2+4H2O
(정답률: 60%)
  • 아세틸렌($C_{2}H_{2}$)의 완전연소는 산소와 반응하여 이산화탄소와 물이 생성되는 화학 반응입니다.
    $$\text{C}_{2}\text{H}_{2} + 2\frac{1}{2}\text{O}_{2} = 2\text{CO}_{2} + \text{H}_{2}\text{O}$$
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100. 용접을 하다 전격을 받아 기절을 한 용접공을 발견했을 때 조치할 사항 중 맞지 않는 것은?

  1. 발견 즉시 기절한 사람을 손으로 잡아당겨 전원으로부터 떼어 놓는다.
  2. 전원을 끊는다.
  3. 인공호흡을 시키고 상처가 있으면 응급처리를 한다.
  4. 응급처리 후 즉시 의사에게 연락한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전격 사고 발생 시 가장 먼저 해야 할 일은 전원을 차단하는 것입니다. 전원이 연결된 상태에서 기절한 사람을 손으로 직접 잡아당기면 구조자까지 함께 감전될 위험이 매우 크므로 절대 금지해야 합니다.
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