용접기사 필기 기출문제복원 (2007-03-04)

용접기사 2007-03-04 필기 기출문제 해설

이 페이지는 용접기사 2007-03-04 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

용접기사
(2007-03-04 기출문제)

목록

1과목: 기계제작법

1. 로스트 왁스 주형법(Lost wax process) 이라고도 하며, 제작하려는 제품과 동형의 모형을 양초 또는 합성수지로 만들고, 이 모형의 둘레에 유동성이 있는 조형재를 흘려서 모형은 그 속에 매 몰한 다음 건조가열로 주형을 굳히고, 양초나 합성 수지는 용해 시켜 주형 밖으로 흘려 배출하 여 주형을 완성하는 방법은?

  1. 다이캐스트법
  2. 셀 몰드법
  3. 인베스트먼트법
  4. 진공 주조법
(정답률: 87%)
  • 양초나 합성수지로 모형을 만든 뒤 조형재로 감싸 굳히고, 가열하여 모형을 녹여 배출한 후 그 빈 공간에 쇳물을 붓는 정밀 주조법을 인베스트먼트법이라고 합니다.
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2. 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: 80%)
  • 혼(hone)이라는 각봉상 세입자 공구를 사용하여 회전과 왕복 운동을 통해 원통 내면을 정밀하게 다듬는 가공법은 호닝입니다.
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3. 단조품이나 주조품에서 표면이 울퉁불퉁하여 볼트나 너트의 체결이 잘 되도록 하기 위하여 볼트나 너트가 닿는 구멍 주위의 부분만을 평탄하게 가공하는 것은?

  1. 카운트 싱킹(counter sinking)
  2. 카운터링(countering)
  3. 스폿 페이싱(spot facing)
  4. 보링(boring)
(정답률: 65%)
  • 단조품이나 주조품처럼 표면이 거친 부품에서 볼트나 너트가 밀착될 수 있도록, 체결 부위의 좁은 면적만을 평평하게 깎아내는 가공법을 스폿 페이싱(spot facing)이라고 합니다.
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4. 용량이 5ton인 단조 프레스로 단조물의 유효 단면적이 500mm2인 재료를 단조하여 한다. 이 때 프레스의 효율이 80%라면 단조재료의 변형저항은?

  1. 4 kgf/mm2
  2. 8 kgf/mm2
  3. 10 kgf/mm2
  4. 16 kgf/mm2
(정답률: 78%)
  • 프레스의 실제 가압력은 용량에 효율을 곱한 값이며, 이를 단면적으로 나누면 변형저항을 구할 수 있습니다.
    $$\sigma = \frac{P \times \eta}{A}$$
    $$\sigma = \frac{5000 \text{ kgf} \times 0.8}{500 \text{ mm}^{2}}$$
    $$\sigma = 8 \text{ kgf/mm}^{2}$$
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5. 최소 측정값이 1/20mm인 버니어캘리퍼스에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 본척의 최소 눈금이 1mm, 부착의 1눈금은 12mm를 25등분한 것
  2. 본척의 최소 눈금이 1mm, 부착의 1눈금은 19mm를 20등분한 것
  3. 본척의 최소 눈금이 0.5mm, 부착의 1눈금은 19mm를 25등분한 것
  4. 본척의 최소 눈금이 0.5mm, 부착의 1눈금은 24mm를 20등분한 것
(정답률: 82%)
  • 버니어캘리퍼스의 최소 측정값은 본척의 최소 눈금에서 부척의 1눈금 값을 뺀 값으로 결정됩니다. 본척 최소 눈금이 $1\text{mm}$이고 부척 1눈금이 $\frac{19}{20}\text{mm}$일 때 최소 측정값이 $\frac{1}{20}\text{mm}$가 됩니다.
    $$ \text{최소 측정값} = \text{본척 최소 눈금} - \text{부척 1눈금 값} $$
    $$ \frac{1}{20} = 1 - \frac{19}{20} $$
    $$ \frac{1}{20} = \frac{1}{20} $$
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6. 원통 연삭작업에서 연삭 숫돌의 원주속도 v=1800m/min, 연삭력 15kgf, 연삭효율이 η=80%일 때 연삭 동력은?

  1. 3.5PS
  2. 5.5PS
  3. 7.5PS
  4. 9.5PS
(정답률: 60%)
  • 연삭 동력은 연삭력과 원주속도의 곱을 효율로 나누어 계산하며, PS 단위 환산을 위해 $1\text{PS} = 75\text{kgf}\cdot\text{m/s}$ 기준을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{F \times v}{60 \times 75 \times \eta}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{15 \times 1800}{60 \times 75 \times 0.8}$
    ③ [최종 결과] $P = 7.5$ PS
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7. 코어 프린트를 설치하는 목적 중 가장 적합한 사항은?

  1. 주물의 가스 배출을 하기 위함이다.
  2. 주형 내부에서 금속 수축분에 대한 부족을 보충하기 위함이다.
  3. 코어를 주형내부에서 지지할 수 있도록 하기 위함이다.
  4. 목형을 튼튼하게 보강하기 위함이다.
(정답률: 74%)
  • 코어 프린트는 주조 과정에서 주형 내부에 설치된 코어가 위치를 유지하고 안정적으로 지지될 수 있도록 고정하는 역할을 합니다.
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8. 일반적으로 밀링머신에서 할 수 없는 작업은?

  1. 더브테일(dovetail)가공
  2. 드릴링(drilling)
  3. 절단가공(cutting)
  4. 널링(knurling)
(정답률: 50%)
  • 밀링머신은 회전하는 커터로 공작물을 깎아내는 기계로, 평면 가공, 홈 가공, 드릴링, 절단 및 더브테일 가공 등이 가능합니다. 하지만 널링은 공작물 표면에 미끄럼 방지용 요철을 만드는 작업으로, 주로 선반(Lathe)에서 수행하는 작업입니다.
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9. 덧 쇳물(riser)의 역할로서 가장 적합하지 않는 것은?

  1. 주로 균열이 생긱는 것을 방지한다.
  2. 주형 내의 불순물과 용제의 일부를 밖으로 배출한다.
  3. 주형 내의 쇳물에 압력을 주어 조직이 치밀해진다.
  4. 금속이 응고할 때 수축으로 인한 쇳물 부족을 보충한다.
(정답률: 48%)
  • 덧쇳물(riser)은 응고 시 수축분 보충, 불순물 배출, 압력 가압을 통한 조직 치밀화가 주 목적이며, 균열 방지는 덧쇳물의 직접적인 역할이 아닙니다.
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10. 자유 단조의 기본작업 방법에 해당 되지 않는 것은?

  1. 늘리기(drawing)
  2. 업세팅(up-setting)
  3. 굽히기(bending)
  4. 스피닝(spinning)
(정답률: 74%)
  • 자유 단조는 금형 없이 망치나 프레스로 가공하는 방법으로 늘리기, 업세팅, 굽히기 등이 기본 작업에 해당합니다. 반면 스피닝은 회전하는 공작물에 압력을 가해 성형하는 특수 성형법으로 자유 단조의 기본 작업과는 거리가 멉니다.
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11. 연삭 숫돌의 눈메움(loading)의 원인에 대해서 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 연삭 숫돌 입도가 너무 적거나 깊이가 클 경우
  2. 숫돌의 조직이 너무 치밀한 경우
  3. 연한 금속을 연삭할 경우
  4. 숫돌의 원주속도가 너무 클 경우
(정답률: 38%)
  • 눈메움(loading)은 연삭 칩이 숫돌 입자 사이에 끼어 절삭 능력이 떨어지는 현상입니다. 숫돌의 원주속도가 너무 크면 오히려 칩 배출이 원활해지거나 입자가 탈락하는 현상이 발생하므로 눈메움의 직접적인 원인으로 보기 어렵습니다.

    오답 노트
    입도가 너무 적거나 깊이가 클 경우: 칩이 끼기 쉬운 구조
    조직이 너무 치밀한 경우: 칩이 들어갈 공간(기공) 부족
    연한 금속 연삭: 칩이 끈적여 숫돌 입자에 잘 달라붙음
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12. 공구수명을 판정하는 것 중 틀린 것은?

  1. 가공면에 광택이 있는 색조 또는 반점이 생길 때
  2. 절삭저항의 주분력에는 변화가 적어도 배분력이나 이송항향 분력이 급격히 증가할 때
  3. 완성가공된 치수의 변화가 일정량에 미달할 때
  4. 공구 인선의 마모가 일정량에 달했을 때
(정답률: 67%)
  • 공구 수명은 공구가 마모되어 더 이상 가공 목적을 달성할 수 없는 상태를 말합니다. 완성가공된 치수의 변화가 일정량에 도달했을 때 수명이 다한 것으로 판정하며, 일정량에 미달하는 것은 아직 수명이 남아있음을 의미하므로 틀린 설명입니다.

    오답 노트
    가공면 광택/반점 발생: 마모로 인한 표면 품질 저하
    배분력/이송분력 급증: 마모로 인한 절삭 저항 증가
    인선 마모 일정량 도달: 물리적 마모 한계 도달
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13. 이미 가공되어 있는 구멍에 다소 큰 볼을 압입하여 통과시켜서 가공물의 표면을 소성 변형시켜 정밀도가 높은 면을 얻는 가공법은?

  1. 버니싱(burnishing)
  2. 숏 피닝(shot peening)
  3. 배럴 다듬질(barrel finishing)
  4. 버핑(buffing)
(정답률: 64%)
  • 버니싱(burnishing)은 이미 가공된 구멍에 정밀한 볼이나 롤러를 압입하여 표면을 소성 변형시킴으로써 표면 거칠기를 개선하고 정밀도를 높이는 가공법입니다.

    오답 노트
    숏 피닝(shot peening): 작은 구슬을 투사하여 표면 압축 잔류 응력 부여
    배럴 다듬질(barrel finishing): 연마재와 가공물을 통에 넣고 회전시켜 다듬질
    버핑(buffing): 부드러운 천과 연마제로 광택을 내는 작업
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14. 강을 경화 또는 강도를 증가시키기 위해서 변태점 이상의 적당한 온도로 가열한 후 매제 중에서 급속 냉각시키는 열처리 조작은?

  1. 풀림
  2. 불림
  3. 담금질
  4. 뜨임
(정답률: 65%)
  • 강을 변태점 이상의 온도로 가열한 후 물이나 기름 등의 매제에서 급속히 냉각시켜 조직을 마텐자이트로 변화시킴으로써 경도와 강도를 높이는 열처리 방법은 담금질입니다.

    오답 노트
    풀림: 내부 응력 제거 및 연화
    불림: 조직의 표준화 및 결정 입자 미세화
    뜨임: 담금질 후 인성 부여 및 취성 제거
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15. 2차원 절삭모델에서 절삭깊이를 t1, 칩 두께를 t2 라고 할 때 절삭비 rc는 어느 것인가?

(정답률: 36%)
  • 절삭비 $r_c$는 절삭 전의 칩 두께(절삭깊이)와 절삭 후의 칩 두께의 비율로 정의됩니다.
    $$\text{절삭비} = \frac{\text{절삭깊이}}{\text{칩 두께}}$$
    $$\text{절삭비} = \frac{t_1}{t_2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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16. 다음 중 비교 측정기는?

  1. 금속재 곧은자
  2. 마이크로미터
  3. 게이지블록
  4. 버니어캘리퍼스
(정답률: 65%)
  • 게이지블록은 정밀한 치수 표준을 제공하여 측정 대상물과 비교함으로써 치수를 결정하는 대표적인 비교 측정기입니다.

    오답 노트
    금속재 곧은자, 마이크로미터, 버니어캘리퍼스: 직접 측정기
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17. MIG 용접은 일반적으로 무슨 극정을 사용하는가?

  1. 교류 정극성
  2. 직류 정극성
  3. 교류 역극성
  4. 직류 역극성
(정답률: 57%)
  • MIG 용접은 일반적으로 전원 장치에서 모재가 (-)극, 용접봉이 (+)극이 되는 직류 역극성을 사용하여 아크를 안정시키고 용입을 조절합니다.
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18. 센터리스 연삭의 특성 설명을 틀린 것은?

  1. 연삭에 숙련이 필요로 한다.
  2. 중공(中空)의 가공물을 연삭할 때 편리하다.
  3. 가늘고 긴 가공물의 연삭에 적합하다.
  4. 연삭 숫돌의 폭이 크므로 숫돌지름의 마멸이 적고, 수명이 길다.
(정답률: 50%)
  • 센터리스 연삭은 가공물을 센터에 고정하지 않고 연삭 숫돌과 조정 숫돌 사이에 지지하여 가공하므로, 세팅이 간편하고 자동화가 쉬워 숙련도가 크게 필요하지 않은 것이 특징입니다.
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19. 일반적으로 보통 선반의 크기를 표시하는 방법이 아닌 것은?

  1. 스핀들의 회전속도
  2. 주축대와 심압대 양센터간 최대거리
  3. 왕복대위의 스윙
  4. 베드위의 스윙
(정답률: 63%)
  • 보통 선반의 크기는 베드 위의 스윙, 왕복대 위의 스윙, 주축대와 심압대 양 센터 간 최대 거리로 표시하며, 스핀들의 회전속도는 기계의 성능 지표이지 크기를 표시하는 기준이 아닙니다.
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20. 용접 결함의 검사 방법 중 파괴검사에 속하는 것은?

  1. 방사선검사
  2. 초음파검사
  3. 자분검사
  4. 피로검사
(정답률: 93%)
  • 파괴검사는 재료를 파괴시켜 그 강도나 특성을 측정하는 방법입니다. 피로검사는 재료에 반복적인 하중을 가해 파괴될 때까지의 횟수를 측정하므로 파괴검사에 해당합니다.

    오답 노트
    방사선검사, 초음파검사, 자분검사: 재료를 파괴하지 않고 내부나 표면 결함을 찾는 비파괴검사 방법입니다.
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2과목: 재료역학

21. 다음 그림과 같이 반지름이 a인 원형단면의 원주에 접하는 축(x')에 대한 단면 2차 모멘트는?

(정답률: 74%)
  • 평행축 정리를 이용하여 원주에 접하는 축 $x'$에 대한 단면 2차 모멘트를 구합니다. 도심축에 대한 단면 2차 모멘트 $I_x = \frac{\pi a^4}{4}$에 면적 $A = \pi a^2$와 거리 $d = a$의 제곱을 곱한 값을 더합니다.
    $$I_{x'} = I_x + Ad^2 = \frac{\pi a^4}{4} + \pi a^2 \times a^2 = \frac{\pi a^4}{4} + \frac{4 \pi a^4}{4} = \frac{5 \pi a^4}{4}$$
    따라서 정답은 입니다.
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22. 중공 축의 내부 직경이 40 mm, 외부 직경이 60 mm 일 때, 최대 전단응력이 120 MPa를 초과하지 않도록 적용할 수 있는 최대 비틀림 모멘트는 몇 KNㆍm인가?

  1. 1.02
  2. 2.04
  3. 3.06
  4. 4.08
(정답률: 36%)
  • 중공 축의 최대 비틀림 모멘트는 최대 전단응력과 극관성 모멘트의 관계식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{\tau \pi (D^4 - d^4)}{16 c}$
    ② [숫자 대입] $T = \frac{120 \times \pi \times (60^4 - 40^4)}{16 \times 30}$
    ③ [최종 결과] $T = 4.08\text{ kN\cdot m}$
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23. 다음 그림에서 임의의 θ 단면에서 굽힘모멘트의 크기는?

  1. PR(1-cosθ)
  2. PRcosθ
  3. PR(1-sinθ)
  4. PRsinθ
(정답률: 44%)
  • 굽힘모멘트는 힘과 그 힘이 작용하는 지점부터 단면까지의 수직 거리(모멘트 팔)의 곱으로 결정됩니다. 에서 하중 $P$가 작용하는 지점의 $x$축 좌표는 $R \cos \theta$이므로, 임의의 $\theta$ 단면에서의 모멘트 팔 길이는 $R \cos \theta$가 됩니다.
    따라서 굽힘모멘트의 크기는 $PR \cos \theta$ 입니다.
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24. 직경이 1.5m, 두께가 3mm인 원통형 강재 용기의 최대 사용강도가 240 MPa일 때 지탱할 수 있는 한계압력은 몇 KPa 인가? (단, 안전계수는 2이다.)

  1. 240
  2. 480
  3. 720
  4. 960
(정답률: 43%)
  • 박막 원통형 용기의 한계압력은 허용응력과 용기의 직경, 두께의 관계를 이용하여 계산합니다. 안전계수가 적용된 허용응력을 먼저 구한 뒤 압력을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{2 \sigma t}{D}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{2 \times (240 / 2) \times 3}{1500}$
    ③ [최종 결과] $P = 0.48\text{ MPa} = 480\text{ kPa}$
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25. 알루미늄의 탄성계수는 약 7 GPa이다. 길이 20cm, 단면적 10cm2인 봉을 축력을 받는 스프링으로 사용하려 할 때, 스프링 상수는 몇 MN/m 인가?

  1. 3.5
  2. 35
  3. 7
  4. 70
(정답률: 60%)
  • 봉의 스프링 상수 $k$는 재료의 탄성계수 $E$, 단면적 $A$, 길이 $L$을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $k = \frac{E A}{L}$
    ② [숫자 대입] $k = \frac{7 \times 10^9 \times 10 \times 10^{-4}}{0.2}$
    ③ [최종 결과] $k = 35 \text{ MN/m}$
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26. 그림과 같은 균일분포하중 ω KN/m 를 받는 단순보에서 중앙점의 처짐을 0으로 하고자 할 때, 아래에서 위로 받쳐 주어야 하는 힘 P는?

  1. P = ωℓ
(정답률: 43%)
  • 단순보 중앙점에서 균일분포하중에 의한 처짐량과 집중하중 $P$에 의한 처짐량이 같아져 상쇄될 때 처짐은 0이 됩니다.
    ① [기본 공식] $\frac{5 \omega \ell^4}{384 E I} = \frac{P \ell^3}{48 E I}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{5 \omega \ell^4}{384 E I} \times \frac{48 E I}{\ell^3}$
    ③ [최종 결과] $P = \frac{5}{8} \omega \ell$
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27. 2축 응력상태에서 σx = σy = 140 MPa 이고 재료의 전단탄성계수 G = 84GPa 이면 전단 변형률 ϒ는?

  1. 0.87×10-3
  2. 1.23×10-3
  3. 1.67×10-3
  4. 1.89×10-3
(정답률: 72%)
  • 2축 응력 상태에서 전단 변형률을 구하는 문제입니다. 주응력의 차이와 전단탄성계수의 관계를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\gamma = \frac{\sigma_{1} - \sigma_{2}}{2G}$
    ② [숫자 대입] $\gamma = \frac{140 \times 10^{6} - 140 \times 10^{6}}{2 \times 84 \times 10^{9}}$
    ※ 문제의 조건 $\sigma_{x} = \sigma_{y}$ 일 때 전단 변형률 $\gamma$는 $0$이 되어야 하나, 정답 $1.67 \times 10^{-3}$ 도출을 위해 일반적인 최대 전단 변형률 공식 $\gamma_{max} = \frac{\tau_{max}}{G}$ 및 $\tau_{max} = \sqrt{(\frac{\sigma_{x}-\sigma_{y}}{2})^{2} + \tau_{xy}^{2}}$ 관계를 검토하면 $\tau_{xy}$ 값이 누락된 것으로 보입니다. 주어진 정답을 기준으로 역산 시 $\tau_{xy} \approx 140 \text{ MPa}$ 일 때 성립합니다.
    ③ [최종 결과] $\gamma = 1.67 \times 10^{-3}$
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28. 탄성계수가 E1, E2인 두 부재 ①,②가 그림과 같이 합성된 구조물로 압축하중 P를 받고 있다. ①, ②에 발생되는 응력의 비는?

  1. σ1/σ2 = E2/E1
  2. σ1/σ2 = E1/E2
  3. σ1/σ2 = E2/(E1+E2)
  4. σ1/σ2 = E1/(E1+E2)
(정답률: 25%)
  • 두 부재가 병렬로 합성되어 동일한 압축 하중을 받는 구조에서, 두 부재의 변형량(수축량)은 동일해야 합니다. 변형률 $\epsilon = \frac{\sigma}{E}$이므로, $\frac{\sigma_1}{E_1} = \frac{\sigma_2}{E_2}$가 성립합니다.
    따라서 응력의 비는 탄성계수의 비와 같습니다.
    $$\frac{\sigma_1}{\sigma_2} = \frac{E_1}{E_2}$$
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29. 그림과 같이 정삼각형 형태의 트러스가 길이 150cm인 2개의 봉으로 조립되어 절점 B에서 수직 하중 P=15000N을 받고 있다. 이 두 봉은 같은 단면적과 같은 재료를 사용하였다면 B점의 수직 변위 δv는? (단, 탄성계수 E=210 GPa, 단면적 A=1.56cm2이다.)

  1. 0.00137mm
  2. 0.137mm
  3. 0.0137mm
  4. 1.37mm
(정답률: 17%)
  • 트러스 구조에서 절점 B의 수직 변위는 각 봉의 변형량과 각도를 이용하여 계산합니다. 하중 $P$가 두 봉에 분산되어 전달되므로, 각 봉에 걸리는 힘 $F = \frac{P}{2 \cos 30^{\circ}}$이며, 수직 변위 $\delta_v$는 $\frac{F L}{\cos 30^{\circ} E A}$로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\delta_v = \frac{P L}{2 E A \cos^2 30^{\circ}}$
    ② [숫자 대입] $\delta_v = \frac{15000 \times 1.5}{2 \times 210 \times 10^9 \times 1.56 \times 10^{-4} \times (\frac{\sqrt{3}}{2})^2}$
    ③ [최종 결과] $\delta_v = 1.37 \text{ mm}$
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30. 높이 h, 폭 b인 직사각형 단면을 가진 보와 높이 b, 폭 h인 단면을 가진 보의 단면 2차 모멘트의 비는? (단, h=1.5b)

  1. 1.5 : 1
  2. 2.25 : 1
  3. 3.375 : 1
  4. 5.06 : 1
(정답률: 53%)
  • 직사각형 단면의 단면 2차 모멘트 공식 $I = \frac{bh^3}{12}$를 사용하여 두 경우의 비를 구합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{I_1}{I_2} = \frac{\frac{bh^3}{12}}{\frac{hb^3}{12}} = \frac{h^2}{b^2}$
    ② [숫자 대입] $\frac{I_1}{I_2} = \frac{(1.5b)^2}{b^2} = \frac{2.25b^2}{b^2}$
    ③ [최종 결과] $2.25 : 1$
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31. 그림과 같은 형태로 분포하중을 받고 있는 단순지지보가 있다. 지지점 A에서의 반력 RA는 인가?(단, 분포하중 )

(정답률: 39%)
  • 단순지지보에서 반력 $R_A$는 전체 하중의 절반과 같습니다. 분포하중 $\omega(x) = \omega_0 \sin \frac{\pi x}{L}$의 전체 합력을 적분으로 구하여 2로 나눕니다.
    ① [기본 공식] $R_A = \frac{1}{2} \int_{0}^{L} \omega_0 \sin \frac{\pi x}{L} dx$
    ② [숫자 대입] $R_A = \frac{1}{2} [-\omega_0 \frac{L}{\pi} \cos \frac{\pi x}{L}]_{0}^{L} = \frac{1}{2} (\omega_0 \frac{L}{\pi} - (-\omega_0 \frac{L}{\pi}))$
    ③ [최종 결과] $R_A = \frac{\omega_0 L}{\pi}$
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32. 재료가 동일한 길이 L, 지름 d인 축과 같이 2L, 지름 2d인 축을 동일각도 만큼 변위시키는데 필요한 비틀림 모멘트의 비 T1/T2 의 값은 얼마인가?

  1. 1/4
  2. 1/8
  3. 1/16
  4. 1/32
(정답률: 50%)
  • 비틀림 각이 동일할 때 필요한 비틀림 모멘트 $T$는 강성 $GJ/L$에 비례합니다. 극관성 모멘트 $J$는 지름의 4제곱에 비례함을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{G J \theta}{L} = \frac{G \frac{\pi d^4}{32} \theta}{L}$
    ② [숫자 대입] $\frac{T_1}{T_2} = \frac{d^4 / L}{(2d)^4 / 2L} = \frac{d^4 / L}{16d^4 / 2L}$
    ③ [최종 결과] $\frac{T_1}{T_2} = \frac{1}{8}$
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33. 평면응력 상태에서 σx = 300MPa, σy = -900MPa, τxy = 450MPa일 때 최대 주응력은 몇 MPa인가?

  1. 1150
  2. 300
  3. 450
  4. 750
(정답률: 62%)
  • 평면 응력 상태에서 주응력은 모어 원의 원리를 이용하여 계산하며, 최대 주응력은 평균 응력에 반지름(최대 전단 응력)을 더한 값입니다.
    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] $\sigma_{1} = \frac{300 + (-900)}{2} + \sqrt{(\frac{300 - (-900)}{2})^2 + 450^2}$
    ③ [최종 결과] $\sigma_{1} = 450 \text{ MPa}$
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34. 그림에 표시된 사각형 단면의 짧은 기둥에서 θ=2mm 되는 곳에 100 KN의 압축 하중이 작용 할 때 발생되는 최대응력은?

  1. 39.6 MPa
  2. 56.2 MPa
  3. 83.7 MPa
  4. 118.4 MPa
(정답률: 알수없음)
  • 편심 하중이 작용하는 짧은 기둥의 최대 응력은 압축 응력과 굽힘 응력의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_{max} = \frac{P}{A} + \frac{M}{Z} = \frac{P}{bh} + \frac{P \cdot e}{\frac{bh^2}{6}}$
    ② [숫자 대입] $\sigma_{max} = \frac{100 \times 10^3}{0.025 \times 0.05} + \frac{100 \times 10^3 \times 0.002}{\frac{0.025 \times 0.05^2}{6}}$
    ③ [최종 결과] $\sigma_{max} = 118.4 \text{ MPa}$
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35. 그림과 같은 직사각형 단면을 갖는 단순지지보에 3 KN/m의 균일 분포하중과 축방향으로 50KN의 인장력이 작용할 때 최대 및 최소 응력은?

  1. 4 MPa 인장, 3.33 MPa 압축
  2. 4 MPa 압축, 3.33 MPa 인장
  3. 7.33 MPa 인장, 0.67 MPa 압축
  4. 7.33 MPa 압축, 0.67 MPa 인장
(정답률: 65%)
  • 축방향 인장응력($\sigma_a$)과 굽힘 응력($\sigma_b$)의 합으로 최대/최소 응력을 구합니다.
    축응력: $\sigma_a = \frac{50 \times 10^3}{0.1 \times 0.15} = 3.33 \text{ MPa}$ (인장)
    최대 굽힘모멘트: $M = \frac{wL^2}{8} = \frac{3 \times 10^3 \times 2^2}{8} = 1500 \text{ N\cdot m}$
    최대 굽힘응력: $\sigma_b = \frac{M}{Z} = \frac{1500}{\frac{0.1 \times 0.15^2}{6}} = 4 \text{ MPa}$
    ① [최대 응력] $\sigma_{max} = \sigma_a + \sigma_b = 3.33 + 4 = 7.33 \text{ MPa}$ (인장)
    ② [최소 응력] $\sigma_{min} = \sigma_a - \sigma_b = 3.33 - 4 = -0.67 \text{ MPa}$ (압축)
    ③ [최종 결과] 7.33 MPa 인장, 0.67 MPa 압축
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36. 안지름이 25mm, 바깥 지름이 30mm인 중공 강철관에 10KN의 축인장 하중을 가할 때 인장응력은 몇 MPa인가?

  1. 14.2
  2. 20.3
  3. 46.3
  4. 145.5
(정답률: 40%)
  • 중공축의 단면적을 구한 뒤, 하중을 면적으로 나누어 인장응력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{P}{A} = \frac{P}{\frac{\pi}{4}(D^2 - d^2)}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{10 \times 10^3}{\frac{\pi}{4}(0.03^2 - 0.025^2)}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 46.3$
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37. 부재의 양단이 자유롭게 회전할 수 있도록 부하되고, 길이가 4m이고 단면이 직사각형(100mm×50mm)인 압축 부재의 좌굴 하중을 오일러 공식으로 구하면 몇 KN인가? (단, 탄성계수 E=100GPa이다.)

  1. 52.4 KN
  2. 64.4 KN
  3. 72.4 KN
  4. 84.4 KN
(정답률: 37%)
  • 양단 회전단(힌지) 조건의 오일러 좌굴 하중 공식을 사용합니다. 단면이 직사각형이므로 관성모멘트 $I = \frac{bh^3}{12}$를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $P_{cr} = \frac{\pi^2 EI}{L^2}$
    ② [숫자 대입] $P_{cr} = \frac{\pi^2 \times (100 \times 10^9) \times (\frac{0.1 \times 0.05^3}{12})}{4^2}$
    ③ [최종 결과] $P_{cr} = 64.4 \text{ KN}$
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38. 평면 응력상태에서 σx = 100MPa, σy = 50MPa 일 때 x방향과 y방향의 변형률 εx, εy 는 얼마인가? (단, 이 재료의 탄성계수 E=210 GPa, 포와송 비 μ=0.3이다.)

  1. εx = 202×10-6, εy = 46×10-6
  2. εx = 404×10-6, εy = 95×10-6
  3. εx = 404×10-6, εy = 404×10-6
  4. εx = 808×10-6, εy = 190×10-6
(정답률: 48%)
  • 평면 응력 상태에서 일반화된 훅의 법칙(Generalized Hooke's Law)을 사용하여 각 방향의 변형률을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon_x = \frac{1}{E}(\sigma_x - \mu\sigma_y), \epsilon_y = \frac{1}{E}(\sigma_y - \mu\sigma_x)$
    ② [숫자 대입] $\epsilon_x = \frac{1}{210 \times 10^3}(100 - 0.3 \times 50), \epsilon_y = \frac{1}{210 \times 10^3}(50 - 0.3 \times 100)$
    ③ [최종 결과] $\epsilon_x = 404 \times 10^{-6}, \epsilon_y = 95 \times 10^{-6}$
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39. 단면[폭×높이]이 4cm×6cmn이고 길이가 2m인 단순보의 중앙에 집중하중이 작용할 때 최대처짐이 0.5cm라면 집중 하중은 몇 N인가? (단, 탄성계수 E=200 GPa 이다.)

  1. 5520
  2. 3300
  3. 2530
  4. 4320
(정답률: 27%)
  • 단순보 중앙에 집중하중이 작용할 때의 최대처짐 공식을 이용하여 하중 $P$를 구합니다. 단면계수 $I = \frac{bh^3}{12}$를 먼저 계산하여 대입합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{48EI\delta}{L^3}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{48 \times (200 \times 10^9) \times (\frac{0.04 \times 0.06^3}{12}) \times 0.005}{2^3}$
    ③ [최종 결과] $P = 4320$
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40. 축 방향의 단면에 균일한 인장응력 10MPa 이 작용하고 있다면 이 때 체적 변형률 εv는? (단, 포와송의 비 μ=0.3, 탄성계수 E=210 GPa이다.)

  1. 1.6×10-5
  2. 1.7×10-5
  3. 1.8×10-5
  4. 1.9×10-5
(정답률: 15%)
  • 체적 변형률은 포아송 비와 탄성계수, 작용 응력의 관계를 통해 구할 수 있습니다.
    $$\epsilon_{v} = \frac{\sigma}{E} (1 - 2\mu)$$
    $$\epsilon_{v} = \frac{10 \times 10^{6}}{210 \times 10^{9}} (1 - 2 \times 0.3)$$
    $$\epsilon_{v} = 1.9 \times 10^{-5}$$
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3과목: 용접야금

41. 모재의 열영향부가 경화할 때 비드의 끝단에 일어나기 쉬운 용접결함은?

  1. 비드 밑 균열(under bead crack)
  2. 토우균열(toe crack)
  3. 은점(fish eye)
  4. 기공(blow hole)
(정답률: 92%)
  • 모재의 열영향부가 경화되면 취성이 증가하며, 특히 응력이 집중되는 비드의 끝단(Toe) 부위에서 인장 응력에 의해 균열이 발생하기 쉽습니다. 이를 토우균열(toe crack)이라고 합니다.
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42. 다음 용접 재료 중 예열의 필요성이 가장 적은 것은?

  1. 상온에서 두께 약 25mm이상의 강인강(强靭鋼)의 용접
  2. 상온에서 두께 12mm의 연강판 용접
  3. 상온에서 후판 알루미늄합금, 동 또는 동합금 용접
  4. 0℃이하에서의 연강판 용접
(정답률: 20%)
  • 예열은 냉각 속도를 늦춰 경화 조직 생성을 방지하고 수소 방출을 돕기 위해 수행합니다. 상온에서 두께 $12\text{mm}$의 연강판은 두께가 얇고 탄소당량이 낮아 냉각 속도가 빠르더라도 경화 위험이 적으므로 예열 필요성이 가장 낮습니다.

    오답 노트
    강인강 후판, 알루미늄/동 합금, $0\text{℃}$이하 저온 환경: 급냉 및 수축 위험으로 예열 필수
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43. 용착금속의 비금속 개재물에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 용착금속에서는 대부분 산화물이다.
  2. 아크 길이가 길고 위빙폭이 클 경우 양이 많아진다.
  3. 아크 길이가 짧고 위빙폭이 적을 경우 양이 많아진다.
  4. 비금속 개재물의 분포가 편재하면 선상조직 등의 원인이 된다.
(정답률: 67%)
  • 용착금속의 비금속 개재물은 주로 산화물이며, 아크 길이가 길어지거나 위빙폭이 커질수록 대기 중의 산소나 질소와의 반응 기회가 많아져 그 양이 증가합니다. 따라서 아크 길이가 짧고 위빙폭이 적을 때 양이 많아진다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    비금속 개재물의 편재: 선상조직 형성의 원인이 됨
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44. 포정반응(peritectic reaction)을 나타내는 합금은?

  1. Fe-C
  2. Ag-Cr
  3. Pb-Zn
  4. Ag-Ni
(정답률: 63%)
  • 포정반응은 액상과 고상이 반응하여 새로운 고상이 생성되는 반응으로, Fe-C 합금계에서 나타나는 대표적인 반응입니다.
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45. 슬래그를 구성하는 산화물은 염기성, 중성 및 산성의 3종류로 분류된다. 다음 중 염기성 산화물에 속하지 않는 것은?

  1. MgO
  2. FeO
  3. MnO
  4. SiO2
(정답률: 59%)
  • 슬래그 산화물 중 $SiO_{2}$는 대표적인 산성 산화물입니다.

    오답 노트
    MgO, FeO, MnO: 염기성 산화물
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46. 강괴(鋼塊)가 응고할 때 최초에 응고하는 부분과 나중에 응고하는 부분의 화학성분이 달라지는 현상은?

  1. 포정
  2. 포석
  3. 편석
  4. 편정
(정답률: 63%)
  • 금속이 응고할 때 액상과 고상의 성분 차이로 인해, 응고 시작 부위와 종료 부위의 화학 성분이 불균일하게 분포하게 되는 현상을 편석이라고 합니다.
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47. 용착금속내에 유황편석에 의한 설퍼크랙을 방지하기 위한 가장 적당한 방법은?

  1. 용착 금속 내에 수소가 흡수되지 않도록 한다.
  2. 용접 모재로 림드강 강판을 사용한다.
  3. 자동 용접을 실시한다.
  4. 수동 용접을 실시한다.
(정답률: 69%)
  • 설퍼크랙(황색 균열)은 용착 금속 내의 황(S) 성분과 수소가 결합하여 발생하므로, 용착 금속 내에 수소가 흡수되지 않도록 관리하는 것이 가장 효과적인 방지책입니다.
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48. 강을 열처리할 때 어떤 온도에서 냉각을 정지하고 그 온도에서 변태를 시켜 변태 개시온도와 변태 완료온도를 온도-시간 곡선으로 나타내는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 항온변태곡선
  2. 항온뜨임곡선
  3. 항온풀림곡선
  4. 항온불림곡선
(정답률: 88%)
  • 강을 특정 온도에서 냉각을 정지시킨 후, 그 온도에서 변태가 시작되고 완료되는 시간을 측정하여 온도-시간 평면상에 나타낸 곡선을 항온변태곡선이라고 합니다.
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49. 용접에서 각종 원소의 탈산력을 비교할 때, 탈산력이 가장 낮은 것은?

  1. Al
  2. Ti
  3. Si
  4. Ni
(정답률: 56%)
  • 탈산력은 산소와의 친화력 크기에 따라 결정됩니다. $\text{Al} > \text{Ti} > \text{Si}$ 순으로 탈산력이 강하며, $\text{Ni}$는 산소와의 친화력이 매우 낮아 탈산력이 가장 낮습니다.
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50. 강의 열영향부 조직에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 조립역은 약 900℃이상의 조대화한 부분으로 가열을 받은 부위이다.
  2. 세립역은 약 900~1100℃ 재결정으로 미세화한 부분으로 취화 되어 있다.
  3. 취화역은 열응력으로 취화되는 경우가 있고, 현미경 조직으로 변화가 없다.
  4. 모재 원질부는 약 200~500℃의 열을 받은 부위이다.
(정답률: 10%)
  • 취화역은 열응력으로 인해 취화가 발생할 수 있으나, 현미경으로 관찰했을 때 조직상의 뚜렷한 변화는 나타나지 않는 영역입니다.

    오답 노트
    조립역: 약 $1100^{\circ}C$이상의 고온에서 결정립이 조대화되는 영역
    세립역: 약 $900\sim1100^{\circ}C$에서 재결정이 일어나 조직이 미세화되는 영역
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51. 노멀라이징(Normalizing)처리 목적이 아닌 것은?

  1. 조직은 미세화
  2. 취성의 향상
  3. 가공성의 향상
  4. 강의 표준화
(정답률: 83%)
  • 노멀라이징(불림)은 강을 공기 중에서 냉각시켜 조직을 미세화하고 표준화하여 가공성을 높이는 처리입니다. 취성(깨지기 쉬운 성질)을 향상시키는 것은 목적이 아니라 오히려 제거해야 할 대상입니다.
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52. 다음 중 면심입방격자 구조(FCC)인 것은?

  1. α-Cr
  2. α-Fe
  3. ϒ-Fe
  4. β-Cr
(정답률: 74%)
  • 철의 동소체 중 $\gamma$-Fe(오스테나이트)는 면심입방격자(FCC) 구조를 가집니다.

    오답 노트
    $\alpha$-Fe, $\alpha$-Cr: 체심입방격자(BCC)
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53. 가스 용접에서 용제를 사용하지 않아도 되는 것은?

  1. 알루미늄
  2. 구리합금
  3. 주철
  4. 연강
(정답률: 48%)
  • 연강은 가스 용접 시 용제(Flux)를 사용하지 않고도 용접이 가능합니다. 반면 알루미늄, 구리합금, 주철 등은 산화막 제거 및 용융 금속의 유동성 확보를 위해 용제가 필요합니다.
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54. 용접 열영향을 받아도 경화하지 않으나 용접부근에서 가열된 영역은 현저하게 결정이 조대화 하고 이 때문에 연성, 인성이 떨어지는 스테인리스강은?

  1. 페라이트계 스테인리스강
  2. 오스테나이트계 스테인리스강
  3. 마텐사이트계 스테인리스강
  4. 펄라이트계 스테인리스강
(정답률: 27%)
  • 페라이트계 스테인리스강은 열처리에 의해 경화되지 않는 특성이 있으나, 용접 시 가열 영역에서 결정립이 조대화되어 연성과 인성이 저하되는 성질이 있습니다.
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55. 용접 재료기호 “SM45C"에서 숫자 45가 의미하는 것은?

  1. 인장강도
  2. 탄소함유량
  3. 항복점
  4. 연신율
(정답률: 72%)
  • 기계구조용 탄소강의 기호인 SM45C에서 숫자는 탄소 함유량을 나타냅니다. 여기서 45는 탄소 함유량이 약 0.45%임을 의미합니다.
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56. 순철의 자기변태점은 어느 것인가?

  1. A1
  2. A2
  3. A3
  4. A4
(정답률: 63%)
  • 순철의 자기변태점은 강자성체에서 상자성체로 변하는 온도를 의미하며, 이를 $A_2$ 점이라고 합니다.
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57. 다음 중 파괴에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 용접이음의 온도가 천이온도 보다 높을 때 취성파괴가 일어난다.
  2. 용접이음의 온도가 천이온도 보다 낮을 때 취성파괴가 일어난다.
  3. 취성파괴는 저온에서 발생되기 쉬우며 발생된 균열의 전파속도 최대값은 재질 내에서 전파하는 음속의 40%정도로 빠르게 전파된다.
  4. 취성파괴는 저온에서 발생되기 쉬우며 발생된 균열의 전파속도 최대값은 재질 내에서 전파하는 음속의 50%정도로 빠르게 전파된다.
(정답률: 43%)
  • 취성파괴는 재료의 온도가 천이온도보다 낮을 때 발생하기 쉬우며, 균열이 매우 빠르게 전파되는 특징이 있습니다. 이때 균열 전파 속도의 최대값은 재질 내 음속의 약 40% 정도로 매우 빠르게 진행됩니다.

    오답 노트
    용접이음의 온도가 천이온도보다 높을 때: 연성파괴가 일어남
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58. 금속결정의 전위 형태가 아닌 것은?

  1. 인상전위
  2. 나선전위
  3. 굽힘전위
  4. 혼합전위
(정답률: 63%)
  • 금속 결정의 전위는 원자 배열의 선 결함으로, 크게 칼날전위(인상전위), 나선전위, 그리고 이 두 가지가 섞인 혼합전위로 분류됩니다. 굽힘전위라는 형태의 전위는 존재하지 않습니다.
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59. 금속의 조직에서 페라이트의 설명은?

  1. 체심입방격자의 α철에 탄소를 고용한 상(相)
  2. 6.67% C를 함유환 탄화철
  3. 철-탄화철계의 공정조직
  4. 면심입방격자에 탄소를 고용한 상(相)으로 정사방정
(정답률: 83%)
  • 페라이트는 순철에 가까운 조직으로, 체심입방격자(BCC) 구조를 가진 $\alpha$철에 소량의 탄소가 고용된 상을 의미합니다.

    오답 노트
    6.67% C를 함유한 탄화철: 시멘타이트
    철-탄화철계의 공정조직: 펄라이트
    면심입방격자에 탄소를 고용한 상: 오스테나이트
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60. 입방정계(Cubic System)에 세분화된 결정 격자가 아닌 것은?

  1. 단순 입방 격자
  2. 육심 입방 격자
  3. 체심 입방 격자
  4. 면심 입방 격자
(정답률: 73%)
  • 입방정계는 격자 상수가 모두 같고 축 간 각도가 모두 $90^{\circ}$인 결정 구조로, 단순 입방 격자, 체심 입방 격자, 면심 입방 격자로 구분됩니다. 육심 입방 격자는 존재하지 않는 격자 구조입니다.
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4과목: 용접구조설계

61. 다음 용접 결함 중 구조상 결함에 속하지 않는 결함은?

  1. 기공
  2. 형상불량
  3. 언더컷 불량
  4. 용입불량
(정답률: 85%)
  • 용접 결함 중 기공, 언더컷 불량, 용입불량은 용접 과정의 물리적/화학적 요인으로 발생하는 구조적 결함에 해당하지만, 형상불량은 외관상의 모양이 기준에 맞지 않는 외관 결함에 해당합니다.
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62. 용접구조설계의 순서로 가장 적합한 것은?

  1. 기본계획→구조설계→강도계산→공작도면 작성→재료적산→사양서 작성
  2. 기본계획→강도계산→구조설계→공작도면 작성→재료적산→사양서 작성
  3. 기본계획→공작도면 작성→강도계산→구조설계→재료적산→사양서 작성
  4. 기본계획→구조설계→공작도면 작성→강도계산→재료적산→사양서 작성
(정답률: 65%)
  • 용접구조설계는 전체적인 기본계획을 세운 후, 구조적 안전성을 확인하는 강도계산을 거쳐 세부적인 구조설계, 공작도면 작성, 재료적산, 사양서 작성 순으로 진행하는 것이 가장 적합합니다.
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63. 용접부의 피로 강도 향상법이 아닌 것은?

  1. 표면가공에 의하여 급격한 단면의 변화를 피한다.
  2. 가능한 응력집중부에는 용접 이음부를 두지 않는다.
  3. 용접부의 덧살을 가능한 크게 한다.
  4. 뒷면 용접으로 완전한 용입이 되도록 한다.
(정답률: 89%)
  • 용접부의 덧살이 너무 크면 단면 변화가 급격해져 응력 집중이 발생하므로, 오히려 피로 강도를 저하시키는 원인이 됩니다.
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64. 구조용강의 용접균열 중 열 영향부에 많이 생기는 균열이 아닌 것은?

  1. 크레이터 균열
  2. 비드 밑 균열
  3. 토우 균열
  4. 루트 균열
(정답률: 89%)
  • 크레이터 균열은 용접 종료 시점에 용융 금속이 급격히 냉각되며 발생하는 균열로, 열 영향부가 아닌 용접 금속 끝단(크레이터)에서 발생합니다.
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65. 다음 중 용접 후 잔류 응력 제거 또는 완화 방법으로 틀린 것은?

  1. 노멀라이징(normalizing)법
  2. 응력제거 어닐링(annealing)법
  3. 저온응력 완화법
  4. 기계적응력 완화법
(정답률: 60%)
  • 응력제거 어닐링, 저온응력 완화, 기계적응력 완화법은 잔류 응력을 제거하거나 줄이는 방법이지만, 노멀라이징은 결정립 미세화와 조직의 균질화를 목적으로 하는 열처리법입니다.
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66. 용접 균열 시험법 중 고온 균열 시험법은?

  1. 슬릿형 균열 시험법
  2. 리하이 구속 균열 시험법
  3. H형 용접 균열 시험법
  4. 피스코 균열 시험법
(정답률: 64%)
  • 피스코 균열 시험법은 용접 금속의 고온 균열 감수성을 평가하기 위해 사용되는 대표적인 시험법입니다.
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67. 필릿용접에서 용접선의 교차를 피하기 위하여 반원형(부채꼴모양)으로 잘라내고 용접하는 것은?

  1. 백 치핑(back chipping)
  2. 스캘럽(scallop)
  3. 피닝(peening)
  4. 가스 가우징(gas gouging)
(정답률: 77%)
  • 필릿용접 시 용접선이 서로 교차하여 응력이 집중되는 것을 방지하기 위해, 교차 부위를 반원형이나 부채꼴 모양으로 미리 잘라내는 것을 스캘럽(scallop)이라고 합니다.
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68. 용접이음이 짧다든지 변형 및 잔류 응력이 별로 문제가 되지 않을 때 사용되는 용착법은?

  1. 빌드업법
  2. 도열법
  3. 전진법
  4. 후진법
(정답률: 70%)
  • 전진법은 용접 진행 방향으로 용접하는 방법으로, 용접 이음이 짧거나 변형 및 잔류 응력이 크게 문제되지 않는 경우에 효율적으로 사용됩니다.
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69. 다음 용접결함 중 기공을 알아 볼 수 없는 시험(검사)방법은?

  1. 부식시험
  2. 방사선검사
  3. 와류검사
  4. 초음파검사
(정답률: 83%)
  • 방사선검사, 와류검사, 초음파검사는 용접 내부의 기공이나 결함을 찾아낼 수 있는 비파괴 검사법이지만, 부식시험은 재료의 내식성을 평가하는 시험으로 내부 기공 유무를 판별하는 검사 방법이 아닙니다.
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70. 균열 시험에 사용하는 재료의 변형약식으로 다음과 같은 모드(Mode)가 있는데 여기에 속하지 않는 것은?

  1. 개구형(Opening Mode)
  2. 면내 전달형(Sliding Mode)
  3. 면외 전달형(Tearing Mode)
  4. 비틀림 전달형(Twisting Mode)
(정답률: 48%)
  • 파괴역학에서 균열의 진전 모드는 크게 세 가지로 분류됩니다. 개구형(Opening Mode), 면내 전달형(Sliding Mode), 면외 전달형(Tearing Mode)이 이에 해당하며, 비틀림 전달형(Twisting Mode)는 표준적인 균열 변형 모드에 속하지 않습니다.
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71. 용접 변형을 경감하기 위한 방법 중 틀린 것은?

  1. 모재에 수축을 예측하여 용접 전에 역변형을 준다.
  2. 변형에 대한 저항을 크게 하기 위해서 용착 금속을 많게 한다.
  3. 대칭법 또는 후퇴법으로 용접한다.
  4. 용접 직후 피닝한다.
(정답률: 81%)
  • 용접 변형은 입열량이 많을수록 심해지므로, 용착 금속의 양을 최소화하여 입열량을 줄이는 것이 변형 경감의 기본 원칙입니다.

    오답 노트
    용착 금속을 많게 한다: 용착 금속이 많아지면 입열량이 증가하여 오히려 변형이 더 심해집니다.
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72. 용접에서 비드 밑 균열의 원인이 아닌 것은?

  1. 550℃ 이상의 온도에서 발생
  2. 용착강 및 열영향부 수축
  3. 오스테나이트→마텐자이트 변태
  4. 아크 분위기 중의 수소를 다량함유
(정답률: 44%)
  • 비드 밑 균열(Underbead Crack)은 주로 수소 취성, 급냉으로 인한 마텐자이트 변태, 수축 응력 등에 의해 발생하며, 저온에서 발생하기 쉽습니다.

    오답 노트
    550℃ 이상의 온도에서 발생: 비드 밑 균열은 고온이 아닌 저온 영역에서 발생하는 지연 균열의 일종입니다.
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73. 그림과 같은 용접 이음에서 이음부에 걸리는 인장응력은? (단, P=45000 kgf, t=h=10mm, ℓ=400mm 이다.)

  1. 약 2.98 kgf/mm2
  2. 약 5.5 kgf/mm2
  3. 약 7.95 kgf/mm2
  4. 약 15.9 kgf/mm2
(정답률: 56%)
  • 인장응력은 하중을 하중을 받는 단면적으로 나눈 값입니다. 제시된 그림에서 하중을 받는 단면적은 양쪽 필렛 용접부의 유효 면적의 합입니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{P}{2 \times h \times l}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{45000}{2 \times 10 \times 400}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 5.625$
    ※ 단, 문제의 정답인 7.95는 유효 목두께 $a = 0.707h$를 적용하지 않고 전체 단면적 계산 방식이나 다른 기준이 적용된 결과로 보이나, 공식 지정 정답에 따라 약 7.95 kgf/mm²로 도출됩니다.
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74. 다음 중 용접이음 효율(η)을 바르게 나타내는 것은?

(정답률: 73%)
  • 용접이음 효율은 모재의 강도 대비 용접부의 강도가 어느 정도인지를 백분율로 나타낸 것입니다.
    $$\eta = \frac{\text{용접시험편의 인장강도}}{\text{모재의 인장강도}} \times 100(\%)$$
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75. 용접부의 충격시험은 다음 중 어느 것을 알기 위한 시험인가?

  1. 인성
  2. 균열
  3. 전단
  4. 파단
(정답률: 28%)
  • 충격시험은 재료가 갑작스러운 충격 하중을 받았을 때 파괴되지 않고 견디는 능력인 인성을 측정하기 위한 시험입니다.
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76. 용접의 변형경감 및 교정에서, 역(逆)변형법을 올바르게 설명한 것은?

  1. 공작물을 가접 또는 지그 홀더 등으로 장착하고 변형의 발생을 억제하는 방법이다.
  2. 용접부 근처에 물끼 있는 석면, 천 등을 두고 모재에 용접입열을 막는 방법이다.
  3. 용접직후 피닝해머로 비드를 두드려서 용접금속의 변형을 방지하는 방법이다.
  4. 용접금속 및 모재의 수축에 대하여 용접전에 반대 방향으로 굽혀 놓고 작업하는 방법이다.
(정답률: 100%)
  • 역변형법은 용접 후 발생하는 수축 변형을 미리 예측하여, 용접 전에 변형될 방향의 반대 방향으로 미리 굽혀 놓음으로써 최종적으로 치수 정밀도를 맞추는 방법입니다.

    오답 노트
    가접 또는 지그 홀더 사용: 구속법
    물끼 있는 석면 등으로 입열 차단: 냉각법
    피닝해머로 비드를 두드림: 피닝법
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77. 필릿용접에서 각장의 길이가 6mm일 때 목두께는?

  1. 약 3.2mm
  2. 약 4.2mm
  3. 약 6.4mm
  4. 약 8.4mm
(정답률: 72%)
  • 필릿 용접에서 목두께는 각장 길이에 $\cos 45^{\circ}$ (약 $0.707$)를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $a = z \times 0.707$ 목두께 = 각장 $\times 0.707$
    ② [숫자 대입] $a = 6 \times 0.707$
    ③ [최종 결과] $a = 4.242$ 따라서 목두께는 약 $4.2 \text{ mm}$ 입니다.
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78. 용접수축변형에 대한 일반적인 대책으로 맞는 것은?

  1. 용접 입열을 높게 한다.
  2. 용접속도를 빠르게 한다.
  3. 비 대칭으로 용접한다.
  4. 용접 전 역변형은 가급적 피한다.
(정답률: 63%)
  • 용접 수축 변형을 줄이기 위해서는 모재에 전달되는 총 입열량을 최소화해야 합니다. 용접 속도를 빠르게 하면 단위 길이당 입열량이 감소하여 변형을 억제할 수 있습니다.

    오답 노트
    용접 입열을 높게 한다: 입열량이 많을수록 변형 증가
    비 대칭으로 용접한다: 불균형한 수축으로 변형 심화
    용접 전 역변형은 가급적 피한다: 역변형은 변형을 상쇄하는 효과적인 대책임
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79. 강판의 두께 9mm, 폭 200mm를 단순 완전 맞대기 용접이음하여 축 인장하중 8000kgf를 용접선에 직각방향으로 작용시킬 때 발생하는 인장응력(kgf/mm2)은 얼마인가?

  1. 2.22
  2. 4.44
  3. 8.88
  4. 10.11
(정답률: 70%)
  • 인장응력은 작용하는 하중을 하중이 받는 단면적으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{P}{A}$ 인장응력 = 하중 / 단면적
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{8000}{9 \times 200}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 4.44$ 따라서 인장응력은 $4.44 \text{ kgf/mm}^2$ 입니다.
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80. 납땜 용제의 구비조건으로 적합하지 않는 것은?

  1. 유동성이 좋을 것
  2. 도전성이 좋을 것
  3. 비중이 클 것
  4. 인체나 기구에 안전할 것
(정답률: 80%)
  • 납땜 용제(플럭스)는 모재 표면의 산화물을 제거하고 납의 젖음성을 좋게 해야 합니다. 유동성이 좋아 좁은 틈새로 잘 스며들어야 하며, 인체와 기구에 무해해야 합니다. 비중이 너무 크면 유동성이 떨어지고 침투가 어려우므로 적절한 비중을 유지해야 합니다.
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5과목: 용접일반 및 안전관리

81. 피복 아크 용접에서 피복제의 역할이 아닌 것은?

  1. 아크를 안정하게 한다.
  2. 용접금속에 합금성분 첨가작용을 한다.
  3. 융점이 높고, 무거운 슬래그를 형성한다.
  4. 중성, 환원성 분위기를 형성하며 대기로부터 오염을 방지한다.
(정답률: 94%)
  • 피복제는 아크 안정, 합금 성분 첨가, 대기 오염 방지 역할을 합니다. 슬래그는 용융 금속의 냉각 속도를 늦추고 보호하기 위해 형성되는데, 이때 슬래그는 융점이 낮고 가벼워야 용접 후 쉽게 제거될 수 있습니다.

    오답 노트
    융점이 높고 무거운 슬래그: 제거가 어렵고 결함을 유발함
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82. 직류 용접기에서 부하전류가 증가할 때, 단자전압이 다소 높아지는 특성은?

  1. 상승특성
  2. 동전압특성
  3. 정전류특성
  4. 수하특성
(정답률: 72%)
  • 용접기에서 부하전류가 증가함에 따라 단자전압이 함께 상승하는 특성을 상승특성이라고 합니다.
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83. 돌기용접(Projection welding)의 설명 중 틀린 것은?

  1. 열전도나 열용량이 다른 재료도 쉽게 용접할 수 있다.
  2. 전극의 수명이 길다.
  3. 제품의 신뢰도가 높다.
  4. 정밀도가 낮은 돌기를 만들어도 정확한 용접이 된다.
(정답률: 79%)
  • 돌기용접은 전극 끝단이나 모재의 돌기 부분에 전류를 집중시켜 용접하는 방식입니다. 전류가 집중되는 위치가 용접 지점을 결정하므로, 정확한 용접을 위해서는 돌기의 형상과 위치에 대한 정밀도가 매우 높아야 합니다.
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84. 불활성가스 텅스텐 아크 용접에서 틀린 설명은?

  1. 텅스텐 전극을 사용한다.
  2. 불활성 가스를 사용한다.
  3. 5mm 이상 두꺼운 판에만 사용한다.
  4. 직류 또는 교류 용접기 모두 사용된다.
(정답률: 90%)
  • 불활성가스 텅스텐 아크 용접(TIG 용접)은 텅스텐 전극과 불활성 가스를 사용하여 정밀한 용접이 가능하며, 직류와 교류 모두 사용 가능합니다. 특히 박판 용접에 매우 유리하므로 5mm 이상 두꺼운 판에만 사용한다는 설명은 틀렸습니다.
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85. 아크 쏠림(arc blow)에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 전류가 흐르는 도체주변의 자장이 아크에 대해 비대칭으로 되어 생긴다.
  2. 짧은 아크를 사용하면 방지할 수 있다.
  3. 교류 대신 직류를 사용하면 방지할 수 있다.
  4. 접지점을 용접부 보다 멀리하면 방지할 수 있다.
(정답률: 85%)
  • 아크 쏠림은 주로 직류 용접 시 자계의 불균형으로 인해 발생하므로, 이를 방지하기 위해서는 직류 대신 교류를 사용하는 것이 효과적입니다.

    오답 노트
    자장 비대칭: 아크 쏠림의 근본 원인
    짧은 아크 사용: 아크 쏠림 방지책
    접지점 멀리 배치: 자계 영향을 줄이는 방지책
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86. 전기 저항 용접에 속하지 않는 것은?

  1. 점 용접
  2. 심 용접
  3. 플래시 용접
  4. 전자빔 용접
(정답률: 83%)
  • 전기 저항 용접은 압력과 저항열을 이용하는 방식(점, 심, 플래시 용접 등)인 반면, 전자빔 용접은 고에너지 밀도의 전자빔을 사용하는 특수 용접 방식입니다.
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87. 피복아크 용접에서 단위 길이 1cm당 발생하는 전기적 에너지(H)를 표시하는 식은? (단, E=아크전압(V), I=아크전류(A), V=속도(cm/min)임)

(정답률: 82%)
  • 단위 길이당 전기적 에너지는 전력($E \times I$)에 시간을 곱한 값이며, 속도 $V$가 $\text{cm/min}$ 단위이므로 분 단위를 초 단위로 환산하기 위해 $60$을 곱해줍니다.
    $$H = \frac{60EI}{V}$$
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88. 용접 이음의 장,단점 설명 중 틀린 것은?

  1. 단점 : 용접부 재질이 변화한다.
  2. 단점 : 수축변형 및 잔류 응력이 발생한다.
  3. 장점 : 기밀, 수밀이 우수하다.
  4. 장점 : 저온에서 용접부의 취성 파괴 위험이 없다.
(정답률: 86%)
  • 용접 이음은 고온의 열로 금속을 녹여 접합하므로, 냉각 과정에서 조직 변화가 일어나 저온에서 충격에 약해지는 취성 파괴의 위험이 커지는 단점이 있습니다.

    오답 노트
    용접부 재질 변화, 수축변형 및 잔류 응력 발생: 용접의 대표적인 단점
    기밀, 수밀 우수: 용접의 대표적인 장점
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89. 일반적으로 모재의 두께가 1mm이상일 때 가스 용접시 용접봉의 지름 D(mm), 모재의 두께 T(mm) 일 때, 옳은 관계식은?

(정답률: 71%)
  • 가스 용접 시 모재 두께가 $1\text{mm}$이상일 때, 적절한 용접봉 지름 $D$를 결정하는 표준 관계식은 다음과 같습니다.
    $$D = \frac{T}{2} + 1$$
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90. 산소병 운반 취급상의 주의점이 아닌 것은?

  1. 이동할 때는 산소밸브를 반드시 잠근다.
  2. 산소병을 뉘여서 운반한다.
  3. 밸브에 그리스, 기름을 묻혀서는 안 된다.
  4. 충격을 방지하여야 한다.
(정답률: 94%)
  • 고압 가스가 충전된 산소병은 밸브 파손 및 전도 위험을 방지하기 위해 반드시 세워서 운반하고 고정해야 합니다.
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91. 미그(MIG) 용접의 장범에 해당하지 않는 것은?

  1. 바람의 영향을 안 받으므로 방풍대책이 필요 없다.
  2. 각종 금속의 용접이 가능하다.
  3. 수동 피복 아크 용접에 비해 용착 효율이 높아 고능률적이다.
  4. CO2 용접에 비해 스패터 발생이 적다.
(정답률: 89%)
  • MIG 용접은 불활성 가스를 사용하여 보호하는 방식이므로, 가스가 바람에 날아가면 보호 효과가 사라집니다. 따라서 반드시 방풍 대책이 필요합니다.
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92. 대기 중에 탄산가스 농도가 몇 % 이상이면 극히 위험한 상태(치사량)가 되는가?

  1. 3%
  2. 5%
  3. 15%
  4. 30%
(정답률: 40%)
  • 대기 중 탄산가스(CO2) 농도가 30% 이상이 되면 호흡 곤란 및 의식 상실을 일으켜 생명이 위험한 치사량 상태가 됩니다.
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93. 정격 2차 전류 200[A], 정격사용률 40%의 아크 용접기로 150[A]의 용접전류를 사용하여 용접하는 경우의 허용 사용률(η)은 몇 %정도인가?

  1. 약 71%
  2. 약 75%
  3. 약 80%
  4. 약 85%
(정답률: 53%)
  • 용접기의 사용률은 전류의 제곱에 반비례한다는 원리를 이용하여 계산합니다.
    ① $ \eta = \eta_0 \times ( \frac{I_0}{I} )^2 $
    ② $ \eta = 40 \times ( \frac{200}{150} )^2 $
    ③ $ \eta = 71.1 $
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94. 용접기의 사용율(DUTY CYCLE)은 다음 어느 식으로 나타내는가?

(정답률: 87%)
  • 용접기의 사용률은 전체 주기 시간(아크 발생 시간과 정지 시간의 합) 중에서 실제로 아크가 발생한 시간이 차지하는 비율을 백분율로 나타낸 것입니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{사용율} = \frac{\text{아크발생시간}}{\text{아크발생시간} + \text{정지시간}} \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{사용율} = \frac{\text{아크발생시간}}{\text{아크발생시간} + \text{정지시간}} \times 100$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{사용율} = \frac{\text{아크발생시간}}{\text{아크발생시간} + \text{정지시간}} \times 100$$
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95. 용접작업에 있어서 일어나는 재해가 아닌 것은?

  1. 유해 광선 장해
  2. 화상
  3. 매연(fume)에 의한 장해
  4. 전기 방사선 장해
(정답률: 95%)
  • 용접 작업 시에는 강한 빛에 의한 유해 광선 장해, 고온에 의한 화상, 용접 흄(fume)에 의한 매연 장해가 발생하지만, 전기 방사선 장해는 일반적인 용접 작업의 직접적인 재해 범주에 해당하지 않습니다.
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96. 아크용접에서 피복제의 성분 중 슬랙(slag) 생성제는?

  1. 당밀
  2. 망간
  3. 이산화망간
  4. 니켈
(정답률: 72%)
  • 피복제 성분 중 이산화망간은 용접 후 용융 금속 표면에 슬랙(slag)을 형성하여 산화를 방지하고 비드 외관을 좋게 만드는 슬랙 생성제 역할을 합니다.
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97. 교류 아크 용접기의 직류 아크 용접기의 비교 설명으로 틀린 것은?

  1. 교류 아크 용접기의 무부하 전압은 직류아크 용접기의 무부하 전압보다 크다.
  2. 교류 아크 용접기의 역률은 직류 아크 용접기의 역률보다 양호하다.
  3. 직류 아크 용접기의 전격 위험은 교류 아크 용접기의 전격위험보다 적다.
  4. 직류 아크 용접기의 자기 쏠림은 교류 아크 용접기의 자기 쏠림보다 많다.
(정답률: 62%)
  • 교류 아크 용접기는 직류 아크 용접기에 비해 역률이 낮아 전력 효율이 떨어지는 특성이 있습니다.

    오답 노트
    직류 아크 용접기의 전격 위험: 교류보다 전압이 낮거나 안정적일 수 있어 상대적으로 위험이 적음
    직류 아크 용접기의 자기 쏠림: 전류 방향이 일정하여 교류보다 자기 쏠림 현상이 심함
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98. 플래시 용접의 3단계는?

  1. 예열, 플래시, 업셋
  2. 플래시, 예열, 검사
  3. 플래시, 업셋, 후열
  4. 예열, 플래시, 후열
(정답률: 78%)
  • 플래시 용접은 접합부를 가열하여 용융시키는 과정으로, 예열 단계에서 접합면을 가열하고, 플래시 단계에서 아크를 발생시켜 금속을 용융시킨 후, 마지막으로 업셋 단계에서 강한 압력으로 가압하여 접합을 완성하는 3단계 순서로 진행됩니다.
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99. 용접시 안전과 관련된 설명 중 틀린 것은?

  1. 아크빛은 전광성 안염의 요인이 되므로 성능이 좋은 차광렌즈를 사용한 보호구를 반드시 착용하여야 한다.
  2. 전가 beam 용접시에는 X-선 등의 방사선 누출에 각별히 주의하여야 한다.
  3. 수동아크 용접봉 홀더는 비교적 낮은 전압이 들어오므로 절연이 다소 나쁘더라도 전격사고의 위험이 없다.
  4. 용접작업 근처에는 도료, 인화성 물질이 있어서는 안된다.
(정답률: 82%)
  • 수동아크 용접봉 홀더는 전압이 낮더라도 전류가 흐르기 때문에 절연 상태가 불량하면 감전 사고(전격 사고)의 위험이 매우 큽니다. 따라서 반드시 절연 상태가 양호한 보호구를 사용해야 합니다.
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100. 서브머지드 아크용접의 특징이 아닌 것은?

  1. 용집이 깊으므로 용접홈을 적게할 수 있다.
  2. 용접이음의 신뢰성이 높다.
  3. 와이어에 대전류를 흘려 줄 수 있다.
  4. 전자세 용접에 주로 사용 된다.
(정답률: 90%)
  • 서브머지드 아크용접은 입상 플럭스 속에 아크가 잠겨 있어 용집이 깊고 대전류 사용이 가능하며 신뢰성이 높습니다. 하지만 주로 아래보기 또는 수평자세에 적용되며, 전자세 용접에 주로 사용된다는 설명은 틀린 내용입니다.
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