용접기사 필기 기출문제복원 (2010-07-25)

용접기사 2010-07-25 필기 기출문제 해설

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용접기사
(2010-07-25 기출문제)

목록

1과목: 기계제작법

1. 냉간가공에 의하여 경도 및 항복강도가 증가하나 연신율은 감소하는데 이 현상을 무엇이라 하나?

  1. 가공경화
  2. 탄성경화
  3. 표면경화
  4. 시효경화
(정답률: 50%)
  • 금속 재료를 상온에서 냉간 가공하면 전위의 밀도가 증가하여 변형에 대한 저항이 커지므로, 경도와 항복강도는 증가하고 연신율은 감소하는 가공경화 현상이 발생합니다.
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2. 선반 가공에서 가공면의 표면거칠기 이론값을 구하는 식은? (단, 바이트의 노즈 반지름을 R, 1회전당 날의 이송량은 f이다)

  1. R2/8f
  2. f2/8R
  3. f/8R
  4. R/8f
(정답률: 75%)
  • 선반 가공 시 바이트의 노즈 반지름 $R$과 이송량 $f$에 의해 결정되는 이론적 표면거칠기 $R_{max}$ 공식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $R_{max} = \frac{f^2}{8R}$
    ② [숫자 대입] (공식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $f^2/8R$
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3. CNC 머신에서 서보기구의 형식 중 모터에 내장된 타코제너레이터에서 속도를 검출하고 엔코더에서 위치를 검출하여 피드백 하는 제어방식?

  1. 개방회로 방식
  2. 반 폐쇄회로 방식
  3. 폐쇄회로 방식
  4. 디코더 방식
(정답률: 70%)
  • 반 폐쇄회로 방식은 모터의 회전각을 엔코더로 검출하여 위치를 제어하고, 타코제너레이터로 속도를 검출하여 피드백하는 방식입니다. 실제 기계적 테이블의 위치를 직접 측정하는 것이 아니라 모터의 회전량을 통해 간접적으로 위치를 파악하므로 '반' 폐쇄회로라고 합니다.

    오답 노트
    개방회로 방식: 피드백 장치가 없음
    폐쇄회로 방식: 선형 스케일 등을 통해 실제 테이블 위치를 직접 검출함
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4. 주물의 결함에서 주물의 일부분에 불순물이 집중되어 석출되거나 가벼운 부분이 위에 뜨고, 무거운 부분이 밑에 가라앉아 굳어지거나 배합이 달라지는 현상은?

  1. 편석
  2. 수축공
  3. 기공
  4. 치수불량
(정답률: 92%)
  • 주조 과정에서 합금 성분이 균일하게 섞이지 않고 특정 부분에 집중되어 석출되거나, 밀도 차이로 인해 성분이 분리되는 현상을 편석이라고 합니다.
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5. 주강 ( Cast Steel )의 용해로로 주로 사용되며, 그 밖에 특수 주철 금속의 정련 작업과 합금의 제조에 이용되는 용해로는?

  1. 용선로
  2. 도가니로
  3. 전로
  4. 전기로
(정답률: 52%)
  • 전기로는 전기에너지를 열원으로 사용하여 주강의 용해뿐만 아니라 특수 주철 금속의 정련 및 합금 제조에 널리 이용되는 용해로입니다.
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6. 굽힘선의 길이 300mm, 판 두께가 3mm인 연강판을 그림과 같이 90° 로 V형 굽힘가공을 하려고 한다. 다이견폭 (w) 이 판 두께의 8배일 때, 굽힘에 필요한 힘은 약 몇 kgf 인가? (단, 상형과 하형이 닿지 않는 자유굽힘으로 하고, 재료의 인장강도는 40 kgf/mm2 , 조정계수는 1.33 으로 한다)

  1. 1995
  2. 2155
  3. 5985
  4. 15960
(정답률: 48%)
  • V형 굽힘 가공 시 필요한 힘의 공식을 적용합니다.
    다이견폭 $w = 8 \times 3 = 24\text{mm}$를 적용하여 계산합니다.
    ① $P = \frac{k \times L \times t^2 \times \sigma_s}{w}$
    ② $P = \frac{1.33 \times 300 \times 3^2 \times 40}{24}$
    ③ $P = 5985$
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7. 강선의 냉강인발 중 가공경화가 나타나서 계속적인 작업이 어려울 때 조직을 연욕로 (lead bath) 중에서 항온변태를 일으켜 인발 가공 용이하게 만드는 열처리 방법은?

  1. 스페로다이징
  2. 마르퀜칭
  3. 파텐텡
  4. 완전 어닐링
(정답률: 37%)
  • 강선을 납욕로(lead bath)에서 항온 변태시켜 가공경화된 조직을 연하게 만들어 인발 가공을 용이하게 하는 열처리 방법은 파텐텡입니다.
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8. 아크 용접봉에서 피복제의 역할이 아닌 것은?

  1. 용융금속의 탈산 작용을 한다.
  2. 질화 작용을 촉진한다.
  3. 용착금속에 필요한 원소를 공급한다.
  4. 용융금속의 급냉을 방지한다.
(정답률: 78%)
  • 피복제는 아크를 안정시키고 용융금속을 보호하며 슬래그를 형성해 급냉을 방지하고 탈산 작용 및 합금 원소를 공급하는 역할을 합니다.

    오답 노트
    질화 작용을 촉진한다: 피복제는 오히려 공기 중의 질소나 산소가 용입되는 것을 차단하여 질화 및 산화를 방지합니다.
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9. 바이트의 전방 여유각에 대한 설명 중 가장 옳은 것은?

  1. 설치각 (setting angle)과 같은 효과를 나타낸다.
  2. 여유각이 클수록 날 끝이 잘 부러지지 않는다.
  3. 절삭 칩 제거를 용이하게 한다.
  4. 바이트와 공작물간에 마찰이 적게 한다.
(정답률: 57%)
  • 전방 여유각은 바이트의 절삭날 끝부분이 공작물과 직접 마찰하여 마모되는 것을 방지하여 마찰을 적게 하기 위해 설정합니다.
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10. 두께 5mm의 연강판에 직경 10mm의 펀칭 작업을 하는데 크랭크 프레스 램의 속도가 10m/min 이라면 이 때 프레스에 공급되어야 할 동력은 약 몇 kw 인가? (단, 연강판의 전단강도는 294.3MPa이고, 프레스의 기계적 효율은 80%이다. )

  1. 약 9.63
  2. 약 13.52
  3. 약 15.54
  4. 약 21.32
(정답률: 20%)
  • 펀칭 작업에 필요한 동력은 전단 하중과 램의 속도를 곱한 후 기계적 효율로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{F \times v}{\eta} = \frac{(\pi \times d \times t \times \tau) \times v}{\eta}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{(\pi \times 10 \times 5 \times 294.3) \times \frac{10}{60}}{\eta \times 1000} = \frac{46228.5 \times 0.1667}{0.8 \times 1000}$
    ③ [최종 결과] $P = 9.63$
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11. 나사측정에서의 삼침법(Three wire method)이란?

  1. 나사의 바깥지름을 측정하는 법
  2. 나사의 피치를 측정하는 법
  3. 나사의 유효지름을 측정하는 법
  4. 나사의 골지름을 측정하는 법
(정답률: 60%)
  • 삼침법은 나사의 골에 동일한 크기의 정밀한 공(ball) 3개를 끼워 측정함으로써 나사의 유효지름을 정밀하게 측정하는 방법입니다.
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12. 버니어 캘리퍼스에서 어미자의 최소눈금이 1mm이고, 49mm를 50등분하면 최소 측정값은 몇 mm인가?

  1. 0.02
  2. 0.05
  3. 0.06
  4. 0.09
(정답률: 67%)
  • 버니어 캘리퍼스의 최소 측정값은 어미자의 최소 눈금에서 아들자의 1눈금 값을 뺀 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = a - \frac{n-1}{m}a$ 또는 $$L = \frac{a}{m}$$ (여기서 $a$는 어미자 최소눈금, $m$은 아들자 등분수)
    ② [숫자 대입] $L = \frac{1}{50}$
    ③ [최종 결과] $L = 0.02$
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13. 니켈, 크롬, 망간 등이 함유된 특수강에서 볼 수 있는 현상으로 담금질 온도에서 대기 속에 방랭하는 것만으로도 마텐자이트 조직이 생성되어 단단해지는 성질은?

  1. 공랭성
  2. 시효성
  3. 냉각성
  4. 자경성
(정답률: 60%)
  • 니켈, 크롬, 망간 등의 합금 원소가 첨가된 특수강은 냉각 속도가 느린 공기 중에서도 마텐자이트 조직이 형성되어 스스로 경화되는 성질을 가지며, 이를 자경성이라고 합니다.
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14. 3개의 조가 동시에 개폐되어 원형 및 3의 배수각형의 공작물을 고정하기 쉬우며 스크롤 척 (Scroll chuck)이라고도 하는 척은?

  1. 단동 척
  2. 연동 척
  3. 양용 척
  4. 콜릿 척
(정답률: 65%)
  • 연동 척은 스크롤 기구를 통해 3개의 조가 동시에 같은 방향으로 움직이므로 원형이나 3의 배수각형 공작물을 중심 맞추기 쉽게 고정할 수 있는 척입니다.
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15. 자유 단조에서 업 세팅 (up-setting)에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 굵은 재료를 늘이려는 방향과 직각이 되게, 램으로 타격하여 길이를 증가시킴과 동시에 단면적을 감소시키는 작업이다.
  2. 재료를 축방향으로 압축하여 지름을 굵고 길이는 짧게하는 작업이다.
  3. 압력을 가하여 재료를 굽힘과 동시에 길이방향으로 늘어나게 하는 작업이다.
  4. 단조 작업에서 재료의 구멍을 뚫기 위해 펀치를 사용하는 작업이다.
(정답률: 55%)
  • 업 세팅(Up-setting)은 재료의 축 방향으로 압축력을 가하여 길이를 줄이는 대신 단면적(지름)을 증가시키는 작업입니다.
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16. 마이크로미터 측정면의 평면도 검사에 필요한 기기는?

  1. 다이얼 게이지
  2. 옵티컬 플랫
  3. 컴비네이션 세트
  4. 플러그 게이지
(정답률: 84%)
  • 옵티컬 플랫은 빛의 간섭 현상을 이용하여 평면의 평면도나 평행도를 정밀하게 검사하는 광학 측정 기기입니다.
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17. 전단 가공된 제품을 정확한 치수로 다듬질하거나 전단면을 깨끗하게 가공하기 위하여 시행하는 미소량의 전단 가공을 무엇이라고 하나?

  1. 셰이빙
  2. 트리밍
  3. 노칭
  4. 브로칭
(정답률: 59%)
  • 전단 가공 후 발생하는 버(Burr)를 제거하거나 치수 정밀도를 높이기 위해 아주 적은 양을 깎아내는 정밀 전단 가공을 셰이빙이라고 합니다.
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18. 초음파 가공의 특징 설명이 아닌 것은?

  1. 납, 구리, 연강 등의 가공에 유리하다.
  2. 굴곡 구멍가공, 얇은 판 절단, 성형, 표면다듬질, 조각 등의 가공이 가능하다
  3. 가공물체에 가공변형이 남지 않는다.
  4. 부도체도 가공할 수 있다.
(정답률: 48%)
  • 초음파 가공은 고주파 진동과 연마 입자를 이용하므로 경도가 높은 취성 재료(세라믹, 유리, 초경합금 등) 가공에 적합하며, 부도체도 가공이 가능합니다.

    오답 노트
    납, 구리, 연강 등의 가공에 유리하다: 연성 재료는 진동 에너지를 흡수하여 가공 효율이 매우 떨어지므로 부적합합니다.
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19. 방전가공의 전극 재질로 적다한 것은?

  1. 아연
  2. 구리
  3. 연강
  4. 다이아몬드
(정답률: 81%)
  • 방전가공 전극은 전기 전도성이 좋고 가공 정밀도를 유지할 수 있는 내마모성이 우수한 재료를 사용해야 합니다. 구리는 전기 전도도가 매우 높고 가공성이 좋아 전극 재질로 가장 적합합니다.
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20. 교류아크 용접기에서 효율을 나타내는 식은?

(정답률: 71%)
  • 효율의 기본 정의는 투입된 에너지(소비전력) 대비 실제로 유효하게 사용된 에너지(아크출력)의 비율을 의미합니다.
    따라서 효율은 $\frac{\text{아크출력}}{\text{소비전력}} \times 100\%$로 계산하며, 정답은 입니다.
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2과목: 재료역학

21. 그림과 같은 균일 단면 단순보의 일부에 균일 분포하중이 작용할 때 중앙점 C에서의 굽힘모멘트는 몇kN·m인가? (단, 굽힘 강성 EI는 일정하고, 보의 자중은 무시한다.)

  1. 5
  2. 4. 5
  3. 4
  4. 3. 5
(정답률: 70%)
  • 단순보의 반력을 먼저 구한 뒤, 중앙점 C에서의 모멘트를 계산합니다. 전체 하중은 $2 \text{ kN/m} \times 3 \text{ m} = 6 \text{ kN}$이며, 이는 왼쪽 지점 A에서 $1.5 \text{ m}$ 지점에 집중하중으로 작용합니다.
    반력 $R_A = 6 \text{ kN} \times \frac{6 - 1.5}{6} = 4.5 \text{ kN}$ 입니다.
    ① [기본 공식] $M_C = R_A \times 3 - (w \times 3) \times 1.5$
    ② [숫자 대입] $M_C = 4.5 \times 3 - (2 \times 3) \times 1.5$
    ③ [최종 결과] $M_C = 13.5 - 9 = 4.5 \text{ kN\cdot m}$
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22. 그림과 같이 순수굽힘 상태에 있는 AB구간의 균일 단면보에서 굽힘에 의해 생긴 중립면의 곡률은? (단, 보의 굽힘강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)

(정답률: 37%)
  • 보의 곡률 $\rho$는 굽힘모멘트 $M$과 굽힘강성 $EI$의 관계식으로 구할 수 있습니다. 주어진 그림에서 AB 구간의 굽힘모멘트는 $M = P \times a$ 입니다.
    ① [기본 공식] $\rho = \frac{M}{EI}$
    ② [숫자 대입] $\rho = \frac{P \times a}{EI}$
    ③ [최종 결과] $\rho = \frac{Pa}{EI}$
    따라서 정답은 입니다.
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23. 다음과 같은 평면 응력 상태에서의 최대(σ1) 및 (σ2) 주응력은 몇 MPa 인가?

  1. σ1=70 , σ2=-30
  2. σ1=30 , σ2=-70
  3. σ1=70 , σ2=30
  4. σ1=-30 , σ2=-70
(정답률: 48%)
  • 평면 응력 상태에서 주응력 공식을 사용하여 최대 및 최소 주응력을 구합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_{1,2} = \frac{\sigma_{x} + \sigma_{y}}{2} \pm \sqrt{(\frac{\sigma_{x} - \sigma_{y}}{2})^{2} + \tau_{xy}^{2}}$
    ② [숫자 대입]- $\sigma_{x} = 50 \text{ MPa}$, $\sigma_{y} = -10 \text{ MPa}$, $\tau_{xy} = 40 \text{ MPa}$
    $$\sigma_{1,2} = \frac{50 - 10}{2} \pm \sqrt{(\frac{50 + 10}{2})^{2} + 40^{2}}$$
    ③ [최종 결과] $\sigma_{1} = 70 \text{ MPa}, \sigma_{2} = -30 \text{ MPa}$
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24. 균일 단면 외팔보의 자유단을 그림과 같이 스프링으로 지지한후 100N의 하중을 B점에 작용시켰다. B점에서 의 처짐량은 몇 mm인가? (단, 스프링 상수 k=5N/mm, 단면은 bxh=5mmx10mm, 탄성계수 E=200GPa이고 굽힘강성 EI는 일정하다. )

  1. 1.16
  2. 1.76
  3. 2.16
  4. 2.76
(정답률: 24%)
  • 외팔보의 처짐과 스프링의 반력을 고려한 합성 처짐량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{P L^{3}}{3EI} - \frac{R L^{3}}{3EI} = \frac{(P-R) L^{3}}{3EI}$
    ② [숫자 대입]- $R = k\delta$, $I = \frac{5 \times 10^{3}}{12} \text{ mm}^{4}$, $E = 200 \times 10^{3} \text{ N/mm}^{2}$, $L = 200 \text{ mm}$, $P = 100 \text{ N}$, $k = 5 \text{ N/mm}$
    $$\delta = \frac{(100 - 5\delta) \times 200^{3}}{3 \times 200 \times 10^{3} \times \frac{5 \times 10^{3}}{12}}$$
    ③ [최종 결과] $\delta = 2.76 \text{ mm}$
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25. 집중 모멘트 M을 받고 있는 길이(L) 1m인 외팔보의 최대 처짐량을 1cm로 제한하려면, 최대 집중 모멘트 M은 몇 N·m 인가? (단, 단면은 한 변이 10cm이 정사각형이고, 탄성계수 (E)는 235GPa이다)

  1. 24516
  2. 29419
  3. 34323
  4. 39166
(정답률: 30%)
  • 외팔보 끝단에 집중 모멘트 $M$이 작용할 때의 최대 처짐량 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{ML^{2}}{2EI}$
    ② [숫자 대입]- $I = \frac{a^{4}}{12} = \frac{0.1^{4}}{12} \text{ m}^{4}$, $E = 235 \times 10^{9} \text{ Pa}$, $L = 1 \text{ m}$, $\delta = 0.01 \text{ m}$
    $$0.01 = \frac{M \times 1^{2}}{2 \times 235 \times 10^{9} \times \frac{0.1^{4}}{12}}$$
    ③ [최종 결과] $M = 39166 \text{ N\cdot m}$
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26. 그림과 같은 응력 상태를 모어(Mohr)의 응력원으로 도시하면 어느 것인가? (단, σ2<σ1)

(정답률: 48%)
  • 주어진 응력 상태는 $\sigma_{1}$ (인장), $\sigma_{2}$ (인장), $\sigma_{3} = -\sigma_{2}$ (압축)의 상태입니다.
    모어 원에서 주응력 $\sigma_{1}, \sigma_{2}, \sigma_{3}$를 각각 지름의 끝점으로 하는 세 개의 원이 그려져야 하며, $\sigma_{2}$와 $\sigma_{3}$가 원점을 중심으로 대칭인 형태를 띠는 가 정답입니다.
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27. 그림과 같은 볼트에 축 하중 Q가 작용할 때, 볼트 머리부의 높이 H는 볼트 지름의 몇 배가 되어야 하는가? (단, 볼트 머리부에서 축 하중 방향으로의 전단응력은 볼트 축에 작용하는 인장 응력의 1/2 배까지 허용한다. )

  1. 1/4배
  2. 3/5배
  3. 3/8배
  4. 1/2배
(정답률: 31%)
  • 볼트 머리부의 전단 응력과 볼트 축의 인장 응력 관계를 이용하여 높이를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{Q}{2Hd}, \sigma = \frac{Q}{\frac{\pi d^{2}}{4}}$
    ② [숫자 대입]- 전단응력이 인장응력의 $1/2$배이므로 $\frac{Q}{2Hd} = \frac{1}{2} \times \frac{Q}{\frac{\pi d^{2}}{4}}$
    ③ [최종 결과] $H = \frac{\pi d}{4} \approx 0.785d$
    제시된 보기 중 가장 근접한 값은 $1/2$배입니다.
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28. 지름이 25mm이고 길이가 6m인 강봉의 양쪽 단에 100kN의 인장력이 작용하여 6mm가 늘어났다. 이때 응력과 변형률은? (단, 재료는 선형 탄성 거동을 한다. )

  1. 203.7 MPa, 0.001
  2. 203.7 kPa, 0.001
  3. 203.7 MPa, 0.01
  4. 203.7 kPa, 0.01
(정답률: 53%)
  • 응력은 단위 면적당 작용하는 하중이며, 변형률은 원래 길이에 대한 늘어난 길이의 비로 계산합니다.
    응력 $\sigma$ 계산:
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{P}{A} = \frac{P}{\frac{\pi d^2}{4}}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{100 \times 10^3}{\frac{\pi \times 25^2}{4}}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 203.7 \text{ MPa}$
    변형률 $\epsilon$ 계산:
    ① [기본 공식] $\epsilon = \frac{\delta}{L}$
    ② [숫자 대입] $\epsilon = \frac{6}{6000}$
    ③ [최종 결과] $\epsilon = 0.001$
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29. 비틀림 모멘트 T를 받고 봉의 기링 L인 부재에 발생하는 순수전단(pure shear) 상태에서의 비틀림 변형에너지 U는? (단, 비틀림 강성은 GJ이다.)

(정답률: 55%)
  • 비틀림 모멘트를 받는 원형 봉의 변형 에너지는 비틀림 강성과 모멘트, 길이의 관계로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $U = \int_{0}^{L} \frac{T^2}{2GJ} dx$
    ② [숫자 대입] $U = \frac{T^2}{2GJ} \times L$
    ③ [최종 결과] $U = \frac{T^2 L}{2GJ}$
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30. 그림과 같은 불균일 분포하중을 부분적으로 받는 균일단면 보에서 A점의 반력은 몇 kN 인가? (단, 보의 자중은 무시하고, 굽힘강성 EI는 일정하다.)

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 53%)
  • 보의 전체 평형 조건을 이용하여 A점의 반력을 구합니다. 분포하중의 합력은 삼각형의 면적과 같으며, 그 작용점은 삼각형의 도심(오른쪽에서 $1/3$ 지점)에 위치합니다.
    전체 하중 $W = \frac{1}{2} \times 2000 \times 6 = 6000$ N = 6 kN
    하중의 작용점은 B점으로부터 $2 + (6 \times \frac{1}{3}) = 4$ m 지점입니다.
    B점 기준 모멘트 평형 $\sum M_B = 0$을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $R_A \times L = W \times d$
    ② [숫자 대입] $R_A \times 12 = 6 \times 4$
    ③ [최종 결과] $R_A = 2 \text{ kN}$
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31. 그림과 같은 트러스 구조물에서 B점에서 10kN의 수직 하중을 받으면 BC에 작용하는 힘은 몇 kN인가?

  1. 20
  2. 17.32
  3. 10
  4. 8.66
(정답률: 46%)
  • B점에서의 절점 평형 방정식을 이용하여 BC 부재의 힘을 구합니다. 수직 방향의 힘의 합은 0이 되어야 하므로, BC 부재의 수직 성분이 외력 10 kN과 평형을 이룹니다.
    ① [기본 공식] $F_{BC} \sin \theta = P$
    ② [숫자 대입] $F_{BC} \sin 60^{\circ} = 10$
    ③ [최종 결과] $F_{BC} = \frac{10}{0.866} = 11.54$
    단, 제시된 정답 20은 수평 성분이나 다른 조건의 계산 결과로 보이나, 주어진 이미지의 각도 $60^{\circ}$와 수직 하중 10 kN 기준으로는 $11.54$ kN이 산출됩니다. 하지만 공식 정답인 20을 도출하기 위해서는 각도가 $30^{\circ}$일 때 $\sin 30^{\circ} = 0.5$가 되어 $10 / 0.5 = 20$이 됩니다.
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32. 길이 L의 균일 단면 막대기에 굽힘 모멘트 M이 그림과 같이 작용하고 있다. 이 막대에 저장된 탄성 변형 에너지는? (단, 막대기의 굽힘강성 EI는 일정하고, 단면적은 A이다.)

(정답률: 57%)
  • 굽힘 모멘트 $M$이 일정하게 작용하는 길이 $L$의 막대에서 저장되는 탄성 변형 에너지는 굽힘 에너지 공식을 통해 구할 수 있습니다.
    $$\text{에너지 } U = \int_{0}^{L} \frac{M^2}{2EI} dx = \frac{M^2 L}{2EI}$$
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33. 양단이 핀으로 고정되어 있고, 정사각형의 단면 25mm * 25mm, 길이 1. 8m인 기둥에서 오일러 식에 의한 임계하중은 몇 Kn 인가? (단, 탄성계수 E = 70 GPa 이다.)

  1. 1.30
  2. 2.60
  3. 3.47
  4. 6.94
(정답률: 30%)
  • 양단 핀 고정 기둥의 임계하중(오일러 하중)을 구하는 문제입니다. 정사각형 단면의 관성모멘트 $I = \frac{a^4}{12}$를 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{cr} = \frac{\pi^2 EI}{L^2}$
    ② [숫자 대입] $P_{cr} = \frac{\pi^2 \times (70 \times 10^9) \times \frac{0.025^4}{12}}{1.8^2}$
    ③ [최종 결과] $P_{cr} = 6.94 \text{ kN}$
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34. 반지름이 r인 중심축에 토크 T가 작용하고 있다. 작용토크의 1/3을 지지하는 내부 코어(inner core)의 반지름(r')을 구하면? (단, 재질은 선형 탄성 균질재이다.)

(정답률: 38%)
  • 원형 단면의 비틀림에서 토크 $T$는 반지름의 4제곱에 비례하여 분배됩니다. 전체 토크의 $1/3$을 지지하는 내부 코어의 반지름 $r'$는 전체 반지름 $r$과의 비율 관계를 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $T_{inner} = \frac{1}{3} T_{total} \implies \frac{r'^4}{r^4} = \frac{1}{3}$
    ② [숫자 대입] $r' = r \times (\frac{1}{3})^{\frac{1}{4}}$
    ③ [최종 결과] $r' = \frac{r}{3^{1/4}}$
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35. 그림과 같은 균일단면을 갖는 부정정보가 단순 지지단에서 모멘트 Mo를 받는다. 단순 지지단에서의 반력 Ra는? (단, 굽힘강성 EI는 일정하고. 자중은 무시한다.)

(정답률: 42%)
  • 단순 지지보의 한쪽 끝에 모멘트 $M_0$가 작용할 때, 반력 $R_a$를 구하기 위해 모멘트 평형 조건을 이용합니다. 부정정 구조물 해석법 또는 처짐각법을 적용하면 지점 $A$에서의 반력은 다음과 같이 도출됩니다.
    $$\text{반력 } R_a = \frac{3M_0}{2\ell}$$
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36. 다음과 같이 양단을 고정한 길이 L, 단면적 A의 막대를 △T 만큼 온도를 올렸을 때 막대에 생기는 응력 σ 는? (단, 막대의 탄성계수를 E, 선팽창 계수를 α 라 한다.)

  1. σ=-Eα△T
  2. σ=-Eα2△TA
  3. σ=-Eα△TL
  4. σ=-Eα△TL2
(정답률: 50%)
  • 양단이 고정된 막대의 온도가 상승하면 팽창하려 하지만, 고정단에 의해 구속되므로 압축 응력이 발생합니다. 이때 발생하는 열응력은 탄성계수, 선팽창 계수, 온도 변화량의 곱으로 결정됩니다.
    $$\sigma = -E \alpha \Delta T$$
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37. 바깥지름 8cm, 안지름 6cm의 속이 빈 축에 7kN·m의 비틀림 모멘트가 작용하고 있다. 이때 발생하는 최대 비틀림 응력을 구하면 약 몇 MPa 인가?

  1. 43.8
  2. 53.8
  3. 63.8
  4. 101.9
(정답률: 34%)
  • 중공축의 최대 비틀림 응력은 비틀림 모멘트를 극단면 계수로 나누어 계산합니다.
    $$\tau_{max} = \frac{T}{Z_p}$$
    $$\tau_{max} = \frac{7 \times 10^3}{\frac{\pi}{16}(0.08^4 - 0.06^4)}}$$
    $$\tau_{max} = 101.9$$
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38. 그림과 같이 강체 판 BC가 두 개의 탄성 막대 AB및 CD에 매달려 있다. 100kN의 하중이 작용한 후 강체 관 BC의 방향은? (단, AB의 단면적은 2cm2, CD의 단면적은 1cm2이며, 두 막대의 탄성계수는 모두 200 GPa 이다.)

  1. 수평을 유지한다.
  2. 약 0.01° 만큼 좌측으로 기운다.
  3. 약 0.001° 만큼 우측으로 기운다.
  4. 약 0.001° 만큼 좌측으로 기운다.
(정답률: 42%)
  • 강체 판 BC가 수평을 유지하려면 양쪽 막대 AB와 CD의 변형량(늘어난 길이)이 동일해야 합니다. 하중이 중앙에 작용하므로 각 막대가 받는 하중은 $50\text{kN}$으로 동일합니다.
    변형량 공식 $\delta = \frac{PL}{AE}$를 적용하면:
    AB의 변형량: $\delta_{AB} = \frac{50 \times 10^3 \times 2}{2 \times 10^{-4} \times 200 \times 10^9} = 2.5 \times 10^{-3}\text{m}$
    CD의 변형량: $\delta_{CD} = \frac{50 \times 10^3 \times 1}{1 \times 10^{-4} \times 200 \times 10^9} = 2.5 \times 10^{-3}\text{m}$
    양쪽의 변형량이 동일하므로 수평을 유지합니다.
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39. 도심의 축에 대한 단면 2차모멘트가 가장 큰 보의 단면은?

(정답률: 48%)
  • 단면 2차 모멘트는 질량이 중심축에서 멀리 떨어져 배치될수록 값이 커집니다. 제시된 보기들 중 단면이 높이 방향으로 가장 길게 배치되어 있어 도심축에 대한 단면 2차 모멘트가 가장 큽니다.
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40. 다음 단면에서 도심의 y축 좌표는 얼마인가?

  1. 30
  2. 34
  3. 40
  4. 44
(정답률: 46%)
  • 복합 단면의 도심 좌표는 각 부분의 면적과 도심의 곱의 합을 전체 면적으로 나누어 계산합니다.
    하단 사각형 면적 $A_1 = 80 \times 20 = 1600$, 도심 $y_1 = 10$
    상단 사각형 면적 $A_2 = 40 \times 60 = 2400$, 도심 $y_2 = 20 + 30 = 50$
    $$\bar{y} = \frac{A_1 y_1 + A_2 y_2}{A_1 + A_2}$$
    $$\bar{y} = \frac{1600 \times 10 + 2400 \times 50}{1600 + 2400}$$
    $$\bar{y} = 34$$
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3과목: 용접야금

41. 강 용접부의 노치취성을 억제하는 원소는?

  1. C
  2. Mn
  3. P
  4. S
(정답률: 78%)
  • 망간(Mn)은 강에서 황(S)과 결합하여 MnS를 형성함으로써 황에 의한 적열취성을 방지하고, 결정립을 미세화하여 노치취성을 억제하는 역할을 합니다.
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42. 용접 열영향부의 조직과 기계적 성질에 가장 큰 영향을 주는 요인에 포함되지 않는 것은?

  1. 용접입열
  2. 예열, 후열의 유무
  3. 모재의 화학조성
  4. 환기장치
(정답률: 75%)
  • 열영향부(HAZ)의 조직과 성질은 열의 양(입열), 온도 제어(예열/후열), 재료 성분(화학조성) 등 열역학적 요인에 의해 결정됩니다. 환기장치는 작업 환경 개선을 위한 설비일 뿐, 금속 조직의 변화에는 영향을 주지 않습니다.
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43. 페라이트 조직의 특성으로 맞는 것은?

  1. Fe3C금속간 화합물이다.
  2. 담금질 열처리에 의해 경화가 된다.
  3. 시멘타이트에 비해 매우 강하다.
  4. 상온에서 강자성이다.
(정답률: 58%)
  • 페라이트는 순철에 가까운 조직으로, 상온에서 강한 자성을 띠는 강자성체라는 특징이 있습니다.

    오답 노트
    $$Fe_{3}C$$ 금속간 화합물이다: 시멘타이트에 대한 설명
    담금질 열처리에 의해 경화가 된다: 마르텐사이트에 대한 설명
    시멘타이트에 비해 매우 강하다: 시멘타이트가 훨씬 단단하고 강함
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44. 은점(fish ete)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 용착금속 결함의 하나이다.
  2. 은점은 중심에서 보통 작은 기공, 슬래그섞임 등이 있다.
  3. 용착금속의 연신율을 증가시킨다.
  4. 파단면은 원 또는 타원형의 은백색의 취약한 파면이다.
(정답률: 75%)
  • 은점(fish eye)은 용착금속 내부에 기공이나 슬래그가 포함되어 발생하는 결함으로, 재료의 취성을 높여 연신율을 저하시킵니다.

    오답 노트
    용착금속 결함의 하나이다: 옳은 설명
    중심에 작은 기공, 슬래그섞임 등이 있다: 옳은 설명
    원 또는 타원형의 은백색 취약 파면이다: 옳은 설명
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45. 아크전압 : E[V], 아크전류: I[A], 봉전시간 : t[S], 열효율 : η[%]라 할 때 용접입열 [H]는?

  1. H=EItη
(정답률: 48%)
  • 용접입열은 아크 전압, 전류, 시간의 곱에 열효율을 곱하여 계산하는 에너지 공식입니다.
    ① [기본 공식] $H = E I t \eta$
    ② [숫자 대입] (제시된 변수 그대로 대입)
    ③ [최종 결과] $H = E I t \eta$
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46. 용접과정의 화학반응의 특성으로 맞는 것은?

  1. 온도가 높고 시간이 길다.
  2. 온도가 낮고 시간이 길다.
  3. 온도가 낮고 시간이 짧다.
  4. 온도가 높고 시간이 짧다.
(정답률: 66%)
  • 용접은 매우 좁은 영역에 집중적으로 강한 열을 가해 순간적으로 용융시키는 공정이므로, 반응 온도는 매우 높고 반응 시간은 매우 짧은 특성을 가집니다.
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47. 용접부에 혼입되는 수소와 가장 관련이 적은 용접 결함은?

  1. 저온균열(cold cracking)
  2. 기공(blow hole)
  3. 은점(fish eye)
  4. 고온균열(hot cracking)
(정답률: 68%)
  • 고온균열은 응고 과정 중의 수축 응력이나 불순물에 의해 발생하며, 수소 함유량과는 직접적인 관련이 적습니다.

    오답 노트
    저온균열, 기공, 은점은 모두 수소 취성이나 수소 가스 혼입으로 인해 발생하는 대표적인 결함입니다.
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48. 내열합금에서 균열이 발생하기 쉬운 원인이 아닌 것은?

  1. 시효속도가 지연된 경우
  2. 융접입열이 과대한 경우
  3. 구속도가 높은 경우
  4. 인장연성(引張延性)이 향상된 경우
(정답률: 87%)
  • 인장연성이 향상된다는 것은 재료가 더 잘 늘어난다는 의미이므로, 오히려 균열 발생 가능성을 낮추는 요인이 됩니다.

    오답 노트
    시효속도 지연, 과대한 융접입열, 높은 구속도는 모두 균열을 유발하는 원인입니다.
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49. 금속재료가 연성파괴에서 취성파괴로 변화하는 온도범위를 무엇이라 하는가?

  1. 임계온도
  2. 천이온도
  3. 층간온도
  4. 변태온도
(정답률: 67%)
  • 금속재료가 온도가 낮아짐에 따라 연성파괴(Ductile fracture)에서 취성파괴(Brittle fracture)로 성질이 변하는 특정 온도 범위를 천이온도라고 합니다.
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50. 탄소강 중에서 인(P)이 미치는 영향으로 틀린 것은?

  1. 결정립을 조대화 시킨다
  2. 강도와 경도를 증가시킨다
  3. 실온에서 충격치를 저하시켜 상온 취성의 원인이 된다
  4. 연신율을 증대시킨다
(정답률: 50%)
  • 인($\text{P}$)은 강도와 경도를 높이고 결정립을 조대화시키며, 상온 취성을 유발하여 충격치를 저하시키는 성질이 있습니다. 따라서 연신율을 감소시키므로 연신율을 증대시킨다는 설명은 틀린 것입니다.
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51. 다음 중 면심입방격자 구조(FCC)인것은?

  1. β -Cr
  2. α -Fe
  3. ϒ -Fe
  4. α -Cr
(정답률: 49%)
  • 철의 동소체 중 $\gamma\text{-Fe}$ (오스테나이트)는 면심입방격자(FCC) 구조를 가집니다.

    오답 노트
    $\alpha\text{-Fe}$: 체심입방격자(BCC)
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52. 황이 층상으로 존재하는 강을 서브머지드 아크 용접할 때 일어나며, 고온균열의 일종에 속하는 것은?

  1. 설퍼 균열
  2. 라미네이션 균열
  3. 매크로 균열
  4. 비드 밑 균열
(정답률: 73%)
  • 강재 내의 황($\text{S}$)이 층상으로 존재할 때, 서브머지드 아크 용접과 같은 고열 입력 용접 시 황화물이 융점 저하를 일으켜 발생하는 고온균열을 설퍼 균열이라고 합니다.
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53. 용융 슬래그를 구성하는 산화물은 염기성, 중성 및 산성의 3종류로 구분된다. 산성 산화물에 속하는 것은?

  1. MgO
  2. SIO
  3. FeO
  4. MnO
(정답률: 47%)
  • 슬래그 산화물 중 $\text{SiO}_2$ (문제상 $\text{SIO}$)는 대표적인 산성 산화물입니다.

    오답 노트
    $\text{MgO}$: 염기성
    $\text{FeO}$, $\text{MnO}$: 양쪽성 또는 염기성 성향
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54. 탄소강은 200~300℃에서 가장 취약하게 되는데, 이것을 무엇이라 하는가?

  1. 저온취성
  2. 천이취성
  3. 파괴취성
  4. 청열취성
(정답률: 68%)
  • 탄소강을 $200 \sim 300^{\circ}\text{C}$의 온도 범위에서 가열했을 때, 강도가 저하되고 취성이 증가하여 파괴되기 쉬운 현상을 청열취성이라고 합니다.
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55. 용접부 저온균열은 용접후 2~3시간 정도에서 발생하는 것이 보통이나 상온에서도 수소의 확산이 균열에 영향을 주는 균열은?

  1. 자연균열
  2. 고온균열
  3. 모재균열
  4. 벽개균열
(정답률: 66%)
  • 자연균열은 용접 완료 후 냉각 과정에서 수소의 확산과 응력의 영향으로 인해 상온 또는 저온에서 지연 발생하며 나타나는 균열을 의미합니다.
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56. 후판의 용접비드 중심부에서의 주상정(住狀晶)에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 용접속도가 클수록 주상정은 용접방향으로 굽힌다.
  2. 용접비드 두께가 클수록 주상정은 직립(直立)에 가깝다.
  3. 용접비드 전체 두께가 작을수록 주상정은 용접방향으로 굽힌다.
  4. 알루미늄과 같이 온도확산율이 큰 재료에서는 주상정은 수평방향에 가까워진다.
(정답률: 25%)
  • 용접비드 내의 주상정 성장 방향은 열유속 방향에 수직으로 결정됩니다. 용접 속도가 빠를수록 열원 이동 속도가 빨라져 주상정은 용접 방향에 대해 더 큰 각도로 굽어지게 됩니다.
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57. 마르텐자이트(Martensite)조직의 본질은?

  1. 오스테나이트 속에 탄소가 과 포화된 조직
  2. 페라이트 속에 탄소가 과 포화된 조직
  3. 펄라이트와 페라이트의 혼합조직
  4. 트루스타이트와 소르바이트의 중간 조직
(정답률: 45%)
  • 마르텐자이트는 오스테나이트 상태에서 급랭할 때 탄소가 방출되지 못하고 페라이트 구조 속에 강제로 갇혀 과포화된 상태로 존재하는 조직입니다.
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58. 강의 담금질 조직을 냉각속도에 따라 분류 할 때 해당되지 않는 것은?

  1. 소르바이트
  2. 트루스타이트
  3. 페라이트
  4. 마르텐자이트
(정답률: 46%)
  • 강의 담금질 조직은 냉각 속도에 따라 마르텐자이트, 트루스타이트, 소르바이트 순으로 형성됩니다.

    오답 노트
    페라이트: 서냉 시 발생하는 평형 조직이며 담금질 조직에 해당하지 않습니다.
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59. 18(Cr)-8(Ni)형 스테인리스강의 특징으로 틀린 것은?

  1. 내산 및 내식성이 13% Cr 스테인레스강보다 우수하다.
  2. 강자성체이다
  3. 인성이 좋으므로 가공이 용이하다
  4. 산과 알칼리에 강하다
(정답률: 53%)
  • 18-8 스테인리스강은 오스테나이트계 스테인리스강으로, 결정 구조상 비자성체라는 특징을 가집니다.

    오답 노트
    강자성체이다: 비자성체이므로 틀린 설명입니다.
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60. 용접부에서 발생되는 균열의 원인이 아닌 것은?

  1. 수축에 의한 압축응력
  2. 수축에 의한 인장응력
  3. 팽창에 의한 전단응력
  4. 팽창에 의한 굽힘응력
(정답률: 57%)
  • 용접부 균열은 주로 냉각 과정에서 발생하는 수축에 의한 인장 응력이 재료의 강도를 초과할 때 발생합니다. 따라서 수축에 의한 인장 응력은 균열의 핵심 원인이며, 이를 원인이 아니라고 설명하는 것은 틀린 것입니다.
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4과목: 용접구조설계

61. 용접물은 용접 중에 용착금속의 수축과 열영향부의 국부적가열 및 냉각을 받으므로 용접부에서 발생하는 체적변화는 구조물의 용접변형의 원인이 된다. 용접 후 용접변형의 종류가 아닌 것은?

  1. 역변형
  2. 종수축
  3. 회전변형
  4. 횡수축
(정답률: 62%)
  • 용접 변형은 용착 금속의 수축과 열팽창으로 인해 발생하며, 대표적으로 종수축, 횡수축, 각변형, 회전변형 등이 있습니다. 역변형은 변형을 방지하기 위해 미리 반대 방향으로 기울여 주는 조치이지, 용접 후 발생하는 변형의 종류가 아닙니다.
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62. 응력 제거 어닐링(Stress-relief annealing)효과가 아닌 것은?

  1. 용접 잔류응력의 제거
  2. 응력부식에 대한 저항력 증대
  3. 크리프 강도의 향상 및 충격 저항의 감소
  4. 용착금속 중의 수소 제거에 의한 연성의 증대
(정답률: 48%)
  • 응력 제거 어닐링은 용접 후 잔류 응력을 제거하여 응력부식 저항력을 높이고 수소를 제거해 연성을 증대시키는 열처리 공정입니다. 크리프 강도 향상이나 충격 저항 감소는 응력 제거 어닐링의 직접적인 목적이나 효과가 아닙니다.
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63. 크리프강도(creep strength)는 시간에 따른 여러가지 변형역을 가지고 있는데 이 변형역에 해당 되지 않는 것은?

  1. 천이 크리프역
  2. 순간 크리프역
  3. 정상 크리프역
  4. 가속 크리프역
(정답률: 69%)
  • 크리프 변형은 시간에 따라 변형률이 변화하는 현상으로, 일반적으로 천이 크리프역, 정상 크리프역, 가속 크리프역의 3단계로 구분됩니다. 순간 크리프역이라는 단계는 존재하지 않습니다.
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64. 응력부식에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 응력이 존재하는 상태에서 재료의 부식이 촉진되는 것이다.
  2. 용접 잔류응력에서는 항복점에 가까운 높은 인장 능력이 존재함에 따라 이것이 응력부식의 원인이 된다.
  3. 재질과 응력의 크기와 온도 등이 크게 영향을 미친다.
  4. 동합금, 알루미늄합금, 연강에서는 응력부식이 발생하지 않는다.
(정답률: 70%)
  • 응력부식은 재료의 부식 성향과 인장 응력이 동시에 작용할 때 부식이 촉진되어 균열이 발생하는 현상입니다. 동합금, 알루미늄합금, 연강 등 대부분의 금속 재료에서 특정 환경 조건 하에 응력부식이 발생할 수 있습니다.
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65. 용접공수(熔接工數)에 해당 되지 않는 것은?

  1. 본용접공수
  2. 가용접공수
  3. 간접공수
  4. 운반공수
(정답률: 67%)
  • 용접공수는 실제 용접 작업에 투입되는 본용접공수, 가용접공수, 그리고 준비 및 정리 등에 소요되는 간접공수로 구성되며, 운반공수는 이에 포함되지 않습니다.
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66. 용접부에 발생하는 잔류응력 완화법이 아닌 것은?

  1. 피닝법
  2. 기계적 응력 완화법
  3. 스카핑법
  4. 저온 응력 완화법
(정답률: 76%)
  • 스카핑법은 용접부의 표면 결함을 제거하기 위해 깎아내는 표면 처리 방법이며, 잔류응력을 완화하는 방법이 아닙니다.
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67. 용접부 부근의 냉각속도에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 후판의 냉각속도는 박판 때보다 빠르다.
  2. 열량을 일정하게 할 경우 열전도율이 클수록 냉각 속도가 빠르다.
  3. 맞대기 용접이음 보다 T형 필릿 용접이음이 냉각 속도가 느리다.
  4. 구리는 연강보다 열전도율이 크므로 냉각속도가 빠르다.
(정답률: 59%)
  • T형 필릿 용접이음은 맞대기 용접이음에 비해 열이 빠져나갈 수 있는 경로가 제한적이므로 냉각 속도가 더 느린 것이 아니라, 오히려 냉각 속도가 더 빠릅니다.

    오답 노트
    후판은 열용량이 커서 냉각 속도가 느림
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68. 용접이음의 단점으로 맞는 것은?

  1. 제품의 성능과 수명이 향상되나 이종재료는 접합할 수 없다.
  2. 수밀, 기밀 등의 신뢰성이 높은 시공을 할 수 없다.
  3. 용접 시 급열, 급냉에 의한 변형 및 잔류응력이 발생한다.
  4. 저온취성이 생길 우려가 없다.
(정답률: 65%)
  • 용접은 국부적인 급열과 급냉 과정이 수반되므로, 이로 인해 재료의 변형이 일어나거나 내부에 잔류응력이 발생한다는 단점이 있습니다.

    오답 노트
    이종재료 접합 가능, 수밀·기밀 신뢰성 높음, 저온취성 발생 우려 있음
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69. 용접부의 결함, 기계부품의 홈 및 구멍과 같은 모양의 변화가 있으면 그 부분에서 국부적으로 응력이 증가하는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 크리프 현상
  2. 응력집중 현상
  3. 스캘롭 현상
  4. 고온특성 현상
(정답률: 81%)
  • 구멍, 홈, 용접 결함 등 형상이 급격히 변하는 부분에 응력이 집중되어 국부적으로 응력이 증가하는 현상을 응력집중 현상이라고 합니다.
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70. 용접 변형의 방지법 중 잔류응력이 가장 많이 남는 방법은?

  1. 구속력이 큰 지그를 사용할 것
  2. 용접 순서를 충분히 고려할 것
  3. 예열 또는 후열을 할 것
  4. 용접 열을 억제할 것
(정답률: 62%)
  • 구속력이 큰 지그를 사용하면 용접 시 발생하는 열수축이 강제로 억제되어, 재료 내부에 응력이 해소되지 못하고 잔류응력이 가장 많이 남게 됩니다.
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71. 그림과 같이 둥근 단면 강재에 비틀림 응력이 작용을 하고 전 둘레 용접을 할 때 용접선에 생기는 응력은 약 얼마인가? (단, 강재의 직경 = 100mm, 토오크(T) = 1000kgf-m로 한다)

  1. 48.6kgf/mm2
  2. 54.3kgf/mm2
  3. 63.7kgf/mm2
  4. 70.5kgf/mm2
(정답률: 39%)
  • 원형 단면의 전 둘레 용접 시 비틀림 응력은 토크를 용접부의 단면적과 회전 반경의 곱으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{T}{\pi d^2 t}$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{1000 \times 1000}{\pi \times 100^2 \times 1}$
    ③ [최종 결과] $\tau = 63.7$
    따라서 응력은 $63.7\text{kgf/mm}^2$ 입니다.
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72. 필릿 용접치수를 결정하는데 사용되는 다음 그림과 같은 선형의 중심축에 단면 2차 모멘트 I를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, t=1 임)

(정답률: 39%)
  • 직사각형 단면의 중심축에 대한 단면 2차 모멘트 공식 $I = \frac{bt^3}{12}$를 적용합니다. 문제에서 $t=1$ (폭)이고 높이가 $d$인 경우, 중심축 $x$에 대한 모멘트는 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{td^3}{12}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{1 \times d^3}{12}$
    ③ [최종 결과] $I = \frac{d^3}{12}$
    따라서 정답은 입니다.
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73. 연속적인 종파를 사용하여 두께측정 및 결함탐상에 적용하는 초음파 탐상 시험법은?

  1. 극간법
  2. 펄스 반사법
  3. 투과법
  4. 공진법
(정답률: 34%)
  • 연속적인 종파를 이용하여 시험체 내부에서 공진 현상을 일으켜 두께 측정 및 결함 탐상을 수행하는 방법은 공진법입니다.
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74. 수직으로 4500N의 힘이 작용하는 부분에 수평으로 맞대기 용접을 하고자 하는데 용접부의 형상은 판두께 6mm, 용접선의 길이 250mm로 하려고 할 때 이음부에 발생하는 인장응력은 약 몇 N/mm2 인가?

  1. 5N/mm2
  2. 3N/mm2
  3. 4N/mm2
  4. 6N/mm2
(정답률: 58%)
  • 인장응력은 작용하는 하중을 용접부의 전체 단면적으로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\sigma = \frac{P}{A = t \times L}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\sigma = \frac{4500}{6 \times 250}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\sigma = 3$$
    따라서 인장응력은 $3\text{N/mm}^2$ 입니다.
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75. 그림과 같이 I형 보에서 알맞은 용접 순서는?

  1. a→b→c→d
  2. a→b→d→c
  3. a→d→c→b
  4. a→c→b→d
(정답률: 69%)
  • I형 보 용접 시 변형을 최소화하기 위해서는 중심에서 외곽으로, 또는 대칭적으로 용접하여 응력을 분산시켜야 합니다. 그림에서 변형 방지를 위한 최적의 순서는 a→c→b→d 입니다.
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76. 단순 굽힘을 받고 있는 맞대기 용접에서 완전용입상태로 용접을 할 때, 사용할 수 있는 기본식으로 옳은 것은? (단, σ는 최대 굽힘응력, Z는 용접이음의 단면계수, M는 최대 굽힘모멘트 이다.)

  1. M=σZ
(정답률: 57%)
  • 굽힘 모멘트와 응력, 단면계수 사이의 관계를 나타내는 기본 역학 공식은 다음과 같습니다.
    $$\sigma = \frac{M}{Z}$$
    이를 모멘트 $M$에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    $$M = \sigma Z$$
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77. 서브머지드 아크 용접에 균열이 발생하였다. 그 원인으로 가장 적당한 것은?

  1. 용제의 살포량이 과부족 했다
  2. 열영향부가 급열, 급냉 되었다.
  3. 망간 함유량이 많은 와이어를 사용하였다
  4. 용제에 습기가 많았다
(정답률: 50%)
  • 용접부의 급열과 급냉은 열영향부의 조직을 경화시켜 취성을 증가시키며, 이는 잔류 응력과 결합하여 균열을 발생시키는 주요 원인이 됩니다.
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78. 열영향부의 균열감수성을 시험하기 위한 방법으로 입열량, 용접재료의 수소량, 응력, 재질의 영행 등을 알아보는 시험법은?

  1. lmplant시험법
  2. 가변저항속도 균열시험법
  3. TRC(Tensile Restraint Cracking) 시험법
  4. RRC(Rigid Restraint Cracking) 시험법
(정답률: 48%)
  • 입열량, 수소량, 응력, 재질 등이 열영향부의 균열 감수성에 미치는 영향을 평가하기 위해 시편에 구멍을 뚫고 용접재료를 채워 넣는 방식의 시험법인 lmplant시험법에 대한 설명입니다.
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79. 다음 그림에서 화살표로 표시한 것을 무엇이라고 하는가?

  1. 엔드탭
  2. 용접홀더
  3. 스캘롭
  4. 스트롱백
(정답률: 64%)
  • 제시된 이미지 에서 화살표가 가리키는 부분은 용접부의 변형을 방지하고 강성을 높이기 위해 덧대는 보강재인 스트롱백을 의미합니다.
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80. 동은 용융금속에 응고를 늦추기 위하여 예열온도는 몇도(℃)가 가장 적당한가?

  1. 150℃이하
  2. 900~1000℃
  3. 400~500℃
  4. 800~900℃
(정답률: 74%)
  • 동(구리)은 열전도율이 매우 높아 용융금속이 빠르게 식어 응고 결함이 생기기 쉽습니다. 따라서 응고 속도를 늦추고 균열을 방지하기 위해 $400 \sim 500^{\circ}C$ 정도의 예열 온도를 유지하는 것이 가장 적당합니다.
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5과목: 용접일반 및 안전관리

81. 고 진동 중에서 텅스텐 필라멘트를 사용하는 용접은?

  1. 원자수소 용접
  2. 스터트 용접
  3. 테르밋 용접
  4. 전자빔 용접
(정답률: 60%)
  • 전자빔 용접은 고진공 상태에서 텅스텐 필라멘트에 가열을 가해 방출된 전자를 가속시켜 그 충돌 에너지를 열원으로 사용하는 정밀 용접법입니다.
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82. 서브머지드 아크 용접(submerged arc welding)에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 유니온 멜트 용접이라고도 하며 용접부의 품질이 좋은 용접법이다.
  2. 용접 전원으로 직류(DC)만을 사용한다.
  3. 주로 비철재료의 용접에만 쓰이는 것이다.
  4. 아크 용접이기는 하지만 실제로 아크의 발생을 수반하지 않는 용접법이다.
(정답률: 80%)
  • 서브머지드 아크 용접은 입상 플럭스 속에 아크를 숨겨서 용접하는 방식으로, 유니온 멜트 용접이라고도 하며 용착 효율이 높고 용접부의 품질이 매우 우수한 것이 특징입니다.

    오답 노트
    직류(DC)뿐만 아니라 교류(AC)도 사용 가능함 / 주로 강철 등 철강 재료 용접에 널리 쓰임 / 아크 발생을 수반하는 아크 용접의 일종임
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83. 아세틸렌이 가장 많이 용해되는 것은?

  1. 물
  2. 아세톤
  3. 알콜
  4. 벤젠
(정답률: 81%)
  • 아세틸렌은 물이나 알코올에는 거의 녹지 않으나, 아세톤이나 디메틸포름아미드(DMF)와 같은 유기 용제에는 매우 잘 용해되는 성질이 있습니다.
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84. 경납땜의 일종으로 볼 수 있으며, 모재와 같은 계통의 공정합금(eutectic alloy)으로 된 용접봉을 사용하는 용접법은?

  1. 저온 용접
  2. 접착 용접
  3. 용사(표면 용접법)
  4. 플라스틱 용접
(정답률: 42%)
  • 저온 용접은 경납땜의 일종으로, 모재와 동일한 계통의 공정합금(eutectic alloy) 용접봉을 사용하여 낮은 온도에서 접합하는 방식입니다.
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85. 아세틸렌가스의 폭발성에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 아세틸렌은 매우 타기 쉬운 기체로서 화기에 접근 시키면 폭발할 위험이 있다
  2. 아세틸렌은 공기 중에서 가열하여 406~408℃ 부근에 도달하면 자연 발화를 하고 505~515℃가 되면 폭발이 일어난다.
  3. 아세틸렌가스는 구리, 은, 수은 등과 접촉된 화합물 즉 아세틸렌구리, 아세틸렌수은 등은 건조상태의 120℃ 부근에서 폭발성을 가지게 된다.
  4. 아세틸렌이 산소와 혼합되면 폭발성이 증가되므로 아세틸렌 35%와 산소 65%부근이 가장 폭발위험이 크다.
(정답률: 61%)
  • 아세틸렌과 산소의 혼합 가스 중 폭발 위험이 가장 큰 비율은 아세틸렌 $15\%$, 산소 $85\%$ 부근입니다.
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86. 일렉트로 가스 아크 용접의 특징 중 틀린 것은?

  1. 용융속도는 수동용접의 4~5배정도 이다.
  2. 용접장치가 간단하고 취급이 쉽다.
  3. 판 두께가 얇을수록 경제적이다.
  4. 판 두께에 관계없이 단층으로 상진 용접한다.
(정답률: 48%)
  • 일렉트로 가스 아크 용접은 고능률 용접법으로, 판 두께가 두꺼울수록 단층 용접이 가능하여 경제성이 높아집니다.

    오답 노트
    판 두께가 얇을수록 경제적이다: 두꺼운 판에 더 경제적임
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87. 선창이나 교각 등 밀폐된 장소에서 절단 작업을 할때 아세틸렌 가스나 에틸렌 가스를 사용하는 주된 이유는?

  1. 공기보다 비중이 무겁기 때문에
  2. 공기보다 비중이 가볍기 때문에
  3. 절단 개시시간이 길기 때문에
  4. 불꽃의 속도가 느리기 때문에
(정답률: 64%)
  • 밀폐된 장소에서 작업 시 가스가 바닥에 체류하면 폭발 위험이 커집니다. 아세틸렌이나 에틸렌 가스는 공기보다 비중이 가볍기 때문에 위로 떠올라 외부로 배출되기 쉬워 안전하기 때문입니다.
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88. 용접작업의 안전수칙 중 틀린 것은?

  1. 고소(高所)작업 중 갑자기 일어나지 말 것
  2. 전격방지기가 설치된 용접기를 사용할 것
  3. 용접 작업은 가연성 물질이 있는 안전한 장소를 선택할 것
  4. 더운 계절이나 고온 작업시에도 절대로 작업복을 벗지말 것
(정답률: 79%)
  • 용접 작업 시 화재 및 폭발 위험을 방지하기 위해 가연성 물질이 없는 안전한 장소를 선택하여 작업해야 합니다.
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89. 탄산가스 아크 용접결함 중 기공이 발생하는 원인과 가장 거리가 먼 것은?

  1. CO2 가스에 공기가 혼입되어 있다.
  2. CO2 가스 유량이 부족하다.
  3. 노즐이 스패터로 메워져 있다.
  4. 팁의 치수가 부적합하다.
(정답률: 67%)
  • 기공은 주로 보호 가스의 차단이나 혼입으로 인해 발생합니다. $CO_{2}$가스에 공기가 혼입되거나, 유량이 부족하거나, 노즐이 스패터로 막혀 가스 보호가 제대로 되지 않을 때 발생하며, 팁의 치수 부적합은 기공의 직접적인 주원인이 아닙니다.
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90. 피복 아크 용접에서 용접속도와 관련된 설명으로 틀린 것은?

  1. 모재에 대한 용접선 방향의 아크 속도를 용접속도라 한다.
  2. 용접속도는 모재의 재질, 이음모양, 용접봉의 종류 등에 따라 달라진다.
  3. 아크전류와 아크전압을 일정하게 유지하고 용접 속도를 증가시키면 비드 폭은 넓어지고 용입은 깊어진다.
  4. 용입의 정도는 용접 전류 값을 용접속도로 나눈 값에 따라 결정되므로 전류가 높을 때 용접 속도는 증가한다.
(정답률: 73%)
  • 아크전류와 아크전압이 일정할 때 용접 속도를 증가시키면, 단위 길이당 입열량이 감소하여 비드 폭은 좁아지고 용입은 얕아집니다.
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91. 매시 심용접을 올바르게 설명한 것은?

  1. 용접할 2개의 금속단면을 가볍게 접촉시켜 대전류를 통하여 집중적으로 접촉점을 가열하면서 용접을 한다.
  2. 모재를 맞대어 놓고 이음부에 동일 재질의 박판을 대고 가압하여 용접을 한다.
  3. 판 끝을 맞대어 가압하고 2개의 전극을 롤러로 맞대 면을 통전하여 용접을 한다.
  4. 이음부의 겹침을 모재 두께 정도로 하여 겹쳐진 폭 전체를 가압하여 용접을 한다.
(정답률: 45%)
  • 매시 심 용접은 이음부의 겹침을 모재 두께 정도로 하여 겹쳐진 폭 전체를 가압하여 용접하는 방식입니다.
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92. 가스 용접장치의 연결 시 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 가스집중장치는 화기를 사용하여 설비에서 1m이상 떨어진 곳에 설치해야 한다.
  2. 콕 등의 접합부에는 패킹을 사용하며 접합면을 서로 밀착시켜 가스의 누설이 되지 않아야 한다.
  3. 아세틸렌가스 집중장치 시설에는 소화기를 준비한다.
  4. 작업종료 시 메인밸브 및 콕 등을 완전히 잠가준다.
(정답률: 83%)
  • 가스집중장치는 화기와의 안전거리를 충분히 확보해야 하며, 일반적으로 화기를 사용하는 설비로부터 $5\text{m}$이상 떨어진 곳에 설치하는 것이 안전 원칙입니다. 따라서 $1\text{m}$이상이라는 설명은 틀린 내용입니다.
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93. 기계적 에너지를 이용하는 용접은?

  1. 테르밋 용접
  2. 플라스마 용접
  3. 냉간 압접
  4. 레이져 용접
(정답률: 79%)
  • 냉간 압접은 열을 가하지 않고 강한 압력(기계적 에너지)을 가하여 금속 원자 간의 결합을 유도하는 용접 방식입니다.

    오답 노트
    테르밋 용접: 화학 반응열 이용
    플라스마 용접, 레이저 용접: 고온의 열에너지 이용
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94. 용접기의 사용율을 나타내는 공식으로 맞 는 것은?

(정답률: 79%)
  • 용접기의 사용율은 전체 시간(아크 발생 시간 + 아크 중지 시간) 중 실제로 아크가 발생한 시간의 비율을 의미합니다.
    $$\text{사용율} = \frac{\text{아크 발생 시간}}{\text{아크 발생 시간} + \text{아크 중지 시간}} \times 100(\%)$$
    따라서 정답은 입니다.
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95. 용접을 크게 분류할 때 아크 용접에 해당되는 것은?

  1. 원자 수소 용접
  2. 마찰 용접
  3. 전자 빔 용접
  4. 저항 용접
(정답률: 44%)
  • 용접은 크게 아크 용접, 가스 용접, 저항 용접 등으로 분류되며, 원자 수소 용접은 전극과 모재 사이에 아크를 발생시켜 용접하는 대표적인 아크 용접 방식입니다.

    오답 노트
    마찰 용접, 저항 용접: 저항 용접 및 기계적 에너지 이용 방식
    전자 빔 용접: 고에너지 빔 용접 방식
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96. 2차 무부하 전압 80V, 아크전압 30V, 아크전류 250A인 교류 용접기를 사용할 때 역률과 효율은 각각 얼마인가? (단, 내부손실은 2.5kW이다)

  1. 효율 = 75%, 역률 = 50%
  2. 효율 = 70%, 역률 = 45%
  3. 효율 = 50%, 역률 = 75%
  4. 효율 = 45%, 역률 = 70%
(정답률: 48%)
  • 용접기의 효율은 출력과 입력의 비로, 역률은 유효전력과 피상전력의 비로 계산합니다.
    ① [효율 공식] $\eta = \frac{V \times I}{V \times I + P_{loss}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{30 \times 250}{30 \times 250 + 2500} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\eta = 75\%$

    ① [역률 공식] $\cos \theta = \frac{V \times I + P_{loss}}{V_0 \times I} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\cos \theta = \frac{30 \times 250 + 2500}{80 \times 250} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\cos \theta = 50\%$
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97. 직류 정극성(DCSP)을 설명한 것중 틀린 것은?

  1. 모재 쪽에 양극(+)을 연결한다.
  2. 모재의 용입이 역극성에 비해 깊다.
  3. 양극에서 발열이 크다.
  4. 용접봉의 녹음이 역극성에 비해 빠르다.
(정답률: 71%)
  • 직류 정극성(DCSP)은 모재에 양극(+)을 연결하는 방식으로, 열의 대부분이 양극인 모재 쪽에 집중되어 모재의 용입이 깊고 용접봉의 녹음은 역극성에 비해 느립니다.
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98. 동작기구가 수직면 또는 수평면내에서 선회한 회전영역이 넓고 팔이 기울어져 상하로 움직이므로 대상 물의 손끝자세를 맞추기 쉬워 점용접용 로봇에 많이 사용되는 로봇은?

  1. 직각 좌표 로봇
  2. 원통 좌표 로봇
  3. 관절 좌표 로봇
  4. 극 좌표 로봇
(정답률: 53%)
  • 극 좌표 로봇은 회전 영역이 넓고 팔이 상하로 움직이는 구조를 가져 대상물의 손끝 자세를 맞추기 유리하므로 점용접용 로봇에 주로 사용됩니다.
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99. 교류 아크 용접기에 해당 되지 않는 것은?

  1. 가동 코일형
  2. 정류기형
  3. 가포화 리액터형
  4. 탭 전환형
(정답률: 64%)
  • 교류 아크 용접기는 가동 코일형, 가포화 리액터형, 탭 전환형 등이 있으며, 정류기형은 교류를 직류로 변환하여 사용하는 직류 아크 용접기에 해당합니다.
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100. 화재의 분류에서 전기화재의 분류에 해당되는 것은?

  1. A급 화재
  2. B급 화재
  3. C급 화재
  4. D급 화재
(정답률: 66%)
  • 화재는 가연물에 따라 분류하며, 전기 설비나 전선 등 전기가 흐르는 장치에서 발생하는 화재는 C급 화재로 분류합니다.

    오답 노트
    A급 화재: 일반 화재
    B급 화재: 유류 화재
    D급 화재: 금속 화재
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