용접기사 필기 기출문제복원 (2011-08-21)

용접기사
(2011-08-21 기출문제)

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1과목: 기계제작법

1. 주물의 결함 중 기공(blow hole)에 대한 방지대책으로 틀린 것은?

  1. 쇳물의 주입온도를 필요이상을 높게 하지 말 것
  2. 쇳물 받이를 적게 할 것
  3. 주형의 통기성을 향상시킬 것
  4. 주형 내의 수분을 적게 할 것
(정답률: 78%)
  • 쇳물 받이를 적게 하는 것은 오히려 기공 발생 확률을 높일 수 있습니다. 쇳물 받이는 주물이 주형에 주입될 때 공기를 배출하고 쇳물의 유동성을 향상시키는 역할을 합니다. 따라서 쇳물 받이를 적게 하면 공기가 함께 주입되어 기공 발생 확률이 높아집니다. 따라서 쇳물 받이는 적절한 크기와 위치로 설계하여 적절한 양의 공기를 배출할 수 있도록 해야 합니다.
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2. 단조 작업의 종류 중 하나로 볼트, 스크루, 리벳등의 머리 부분을 제작하는데 사용되는 단조법은?

  1. 헤딩(heading)
  2. 코이닝(coining)
  3. 허빙(hubbing)
  4. 스웨이징(swaging)
(정답률: 79%)
  • 헤딩(heading)은 볼트, 스크루, 리벳 등의 머리 부분을 제작하는데 사용되는 단조법입니다. 이 방법은 금속 덩어리를 특수한 성형기계에 넣고, 머리 부분의 형상을 만들어내는 과정입니다. 이 방법은 다른 단조법에 비해 높은 생산성과 정확성을 보장하며, 대량 생산에 적합합니다.
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3. 담금질된 강의 마텐자이트 조직은 경도는 높지만 취성이 매우 크고 내부적으로 잔류응력이 많이 남아 있어서 A1 이하의 변태점에서 가열하는 열처리 과정을 통하여 인성을 부여하고 잔류응력을 제거하는 열처리는?

  1. 풀림(Annealing)
  2. 불림(Normalizing)
  3. 침탄법(Carburizing)
  4. 뜨임(Tempering)
(정답률: 56%)
  • 담금질된 강의 마텐자이트 조직은 경도가 높지만 취성이 매우 크고 내부적으로 잔류응력이 많이 남아 있기 때문에 인성을 부여하고 잔류응력을 제거하기 위해 A1 이하의 변태점에서 가열하는 열처리 과정을 거칩니다. 이러한 열처리 과정을 뜨임(Tempering)이라고 합니다. 뜨임은 경도를 낮추면서도 강도와 인성을 유지할 수 있는 열처리 방법으로, 강의 내부 응력을 완화시키고 조직을 안정화시키는 효과가 있습니다. 따라서, 정답은 "뜨임(Tempering)"입니다.
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4. 원자수소용접법(atomic hydrogen welding)의 설명으로 틀린 것은?

  1. 1926년 미국의 Langmuir가 순수한 과학적인 연구에서 고안된 용접법이다.
  2. 분자상태의 수소가 아크열에 의하여 분해되어 원자상태의 수소로 되었다가 모재면에서 냉각되어 다시 분자상태로 환원될 때 발생하는 고열을 이용하여 용접한다.
  3. 용접 효율을 높이기 위해 산화철 분말과 알루미늄 분말을 첨가하여 용접을 한다.
  4. 용융온도가 높은 백금, 이리듐, 니켈, 크롬 등의 특수합금의 용접에 적합하다.
(정답률: 75%)
  • "용접 효율을 높이기 위해 산화철 분말과 알루미늄 분말을 첨가하여 용접을 한다."가 틀린 설명입니다. 원자수소용접법에서는 분말을 첨가하지 않습니다. 이 용접법은 고열과 압력이 필요하며, 원자상태의 수소 분자가 모재면에서 냉각되어 다시 분자상태로 환원될 때 발생하는 열을 이용하여 용접합니다. 따라서 분말을 첨가하지 않습니다.
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5. 두께 2mm의 연강판에 지름 20mm 의 구멍을 뚫을 때 필요한 전단력의 크기는 약 몇 kN 인가? (단, 판의 전단저항을 250N/mm2 이다.)

  1. 18.24
  2. 26.87
  3. 31.42
  4. 42.55
(정답률: 58%)
  • 전단력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전단력 = 전단강도 × 전단면적

    전단면적은 구멍의 지름을 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전단면적 = (π/4) × (판의 두께) × (구멍의 지름)2

    따라서 전단력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전단력 = 250 N/mm2 × (π/4) × 2 mm × (20 mm)2 = 31.42 kN

    따라서 정답은 "31.42"이다.
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6. 3차원 측정기는 X,Y,Z의 3차원 공간상에서 측정점의 좌표점을 검출하여, 데이터를 컴퓨터로 처리하는 측정기이다. 3차원 측정기를 조작상으로 분류할 때 여기에 해당되지 않는 것은?

  1. 수동형(floating type)
  2. 조이스틱형(joystick type)
  3. CNC형(CNC type)
  4. 겐트리형(gantry type)
(정답률: 43%)
  • 겐트리형은 측정기의 측정 범위가 크고, 측정 대상이 큰 경우에 사용되는 형태로, 측정기의 빔이 수직으로 움직이는 구조를 가지고 있다. 반면에 수동형, 조이스틱형, CNC형은 모두 측정기의 빔이 수평으로 움직이는 구조를 가지고 있으며, 측정 대상이 작은 경우에 사용된다. 따라서, 겐트리형은 다른 세 가지 형태와는 구조적으로 차이가 있어 분류되는 것이다.
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7. MIG 용접은 일반적으로 무슨 극성을 사용하는가?

  1. 교류 정극성
  2. 직류 정극성
  3. 교류 역극성
  4. 직류 역극성
(정답률: 69%)
  • MIG 용접은 일반적으로 직류 역극성을 사용합니다. 이는 용접 전극에서 양극성을 바꾸어 주어 용접 부위에서 양극성이 음극성보다 높아지게 하여 더 많은 전류가 흐를 수 있도록 하기 때문입니다. 이는 용접 부위에서 더 강한 아크를 유지할 수 있게 하여 용접 품질을 향상시키는 효과가 있습니다.
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8. 밀링 커터 중에서 외주와 정면에 절삭날이 있으며 주로 수직 밀링에서 사용하고, 밀링 커터축에 수직인 평면을 가공할 때 쓰는 커터는?

  1. 메탈 소
  2. 정면 밀링 커터
  3. 총형 밀링 커터
  4. 플라이 커터
(정답률: 88%)
  • 정면 밀링 커터는 외주와 정면에 절삭날이 있어서 수직 밀링에서 사용할 수 있으며, 밀링 커터축에 수직인 평면을 가공할 때 쓰이기 때문에 정답입니다. 다른 보기들은 해당하는 설명과 일치하지 않습니다.
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9. 드릴(drill) 가공 후 구멍(hole)의 정확한 진원가 공과 구멍내면의 표면 거칠기를 좋게 하기위한 가공은?

  1. 스폿 페이싱(spot facing)
  2. 리밍(reaming)
  3. 카운터 보링(counter boring)
  4. 카운터 싱킹(counter sinking)
(정답률: 65%)
  • 리밍은 드릴 가공 후 구멍 내면의 표면 거칠기를 좋게 하기 위해 사용되는 가공 방법입니다. 또한, 구멍의 정확한 진원가 공을 보장하기 위해서도 사용됩니다. 스폿 페이싱은 구멍 주위의 평면을 가공하는 방법이며, 카운터 보링은 구멍의 일부분을 깊게 가공하는 방법입니다. 카운터 싱킹은 구멍 주위에 더 큰 구멍을 만들어 나사나 볼트의 머리를 숨기는 용도로 사용됩니다.
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10. 인발(drawing)가공에서의 윤활에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 윤활의 목적은 소재의 외관과 기계적 성질을 만족시키고, 다이의 과열로 인한 파손을 최소화 하는데 있다.
  2. 습식 윤활 방식은 저속인발(20m/min 이하)에서 주로 사용되며, 광유에 유화제를 섞은 수용성계의 에멀전이 주로 사용된다.
  3. 건식 윤활 방식은 주로 마찰저항을 감소시키기 위한 목적으로 석회, 흑연, 이황화몰리브덴 등을 이용한다.
  4. 인발가공에서 소재의 심한 저항으로 윤활상태가 경계윤활상태로 진전되므로 이를 피하기 위하여 작업 조건에 맞는 적절한 윤활제를 선택해야 한다.
(정답률: 62%)
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11. 공작물을 일정한 거리와 각도로 구멍을 뚫거나 기어 등과 같이 분할이 어려운 공작물을 가공하는 작업에 적합한 지그는?

  1. Vise Jig
  2. Leaf Jig
  3. Indexing Jig
  4. Plate Jig
(정답률: 65%)
  • Indexing Jig은 일정한 거리와 각도로 구멍을 뚫거나 분할이 어려운 공작물을 가공하는 작업에 적합한 지그이다. 이는 회전하는 원판과 그 위에 고정된 공작물을 일정한 각도로 회전시켜 가공할 수 있도록 도와주는 장치이다. 따라서, Indexing Jig이 가장 적합한 지그이다.
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12. 연삭숫돌에서 눈메움(loading)의 발생 원인으로 거리가 먼 것은?

  1. 연삭 숫돌 입도가 너무 작거나 연삭 깊이가 클 경우
  2. 숫돌의 조직이 너무 치밀한 경우
  3. 연한 금속을 연삭할 경우
  4. 숫돌의 원주속도가 너무 클 경우
(정답률: 56%)
  • 숫돌의 원주속도가 너무 클 경우, 연삭 과정에서 발생하는 마찰력이 증가하게 되어 숫돌과 연마 대상물 사이에 발생하는 열이 많아지게 됩니다. 이로 인해 숫돌과 연마 대상물 사이에 발생하는 마찰력이 증가하게 되어 눈메움(loading)이 발생하게 됩니다.
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13. 용융금속을 정밀한 형상의 금형에 주입하여 주물을 주조하는 방법으로 치수의 정밀도가 높고 기계가공을 대부분 생략하는 경우가 있으나, 금형의 선택조건이 까다롭고 비싸므로 대량 생산을 고려해야 하는 주조법은?

  1. 원심 주조법
  2. 인베스트먼트법
  3. 다이캐스팅법
  4. 셀 몰드법
(정답률: 84%)
  • 다이캐스팅법은 용융금속을 고압으로 주입하여 주물을 만드는 주조법으로, 금형의 선택조건이 비교적 간단하고 비용이 적게 들어가기 때문에 대량 생산에 적합합니다. 또한, 다이캐스팅법으로 만들어진 주물은 치수의 정밀도가 높고 기계가공이 필요 없는 경우가 많아 생산성이 높습니다.
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14. 스프링 백(spring back)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 스프링 백의 양은 가공조건에 의해 영향을 받는다.
  2. 강도가 클수록 스프링 백의 양도 커진다.
  3. 같은 두께의 판재에서 굽힘 각도가 예리할수록 스프링 백의 양은 커진다.
  4. 같은 두께의 판재에서 굽힘 반지름이 작을수록 스프링 백의 양은 커진다.
(정답률: 58%)
  • 정답은 "같은 두께의 판재에서 굽힘 각도가 예리할수록 스프링 백의 양은 커진다." 이다.

    같은 두께의 판재에서 굽힘 반지름이 작을수록 스프링 백의 양은 커진다는 것은 옳은 설명이다. 이는 굽힘 반지름이 작을수록 판재가 더욱 많이 굽혀져서 스프링 백의 양이 늘어나기 때문이다.

    하지만 강도가 클수록 스프링 백의 양도 커진다는 것은 옳지 않은 설명이다. 강도가 높을수록 판재가 더욱 단단해져서 굽힘에 대한 변형이 적어져서 스프링 백의 양이 줄어들기 때문이다.

    또한 가공조건에 따라 스프링 백의 양이 영향을 받는 것은 맞지만, 굽힘 각도가 예리할수록 스프링 백의 양이 커진다는 것은 옳지 않은 설명이다. 굽힘 각도가 예리할수록 판재가 더욱 많이 굽혀져서 스프링 백의 양이 줄어들기 때문이다.
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15. 절삭유제의 사용목적으로 거리가 먼 것은?

  1. 공구와 공작물을 냉각시키기 위해
  2. 공구와 공작물간의 마찰력을 줄이기 위해
  3. 칩을 씻어주고 절삭부을 닦아 절삭작용을 쉽게 하기 위해
  4. 인체에 미치는 신체적 악영향(피부반응, 호흡 곤란)을 최소화하기 위해
(정답률: 95%)
  • 절삭유제는 공구와 공작물을 냉각시키고 마찰력을 줄이며 칩을 씻어주고 절삭부를 닦아 절삭작용을 쉽게하기 위한 목적으로 사용됩니다. 그러나 가장 중요한 목적은 인체에 미치는 신체적 악영향을 최소화하기 위한 것입니다. 절삭작업 중 발생하는 먼지와 기름이 인체에 영향을 미치기 때문에 이를 방지하기 위해 절삭유제를 사용합니다.
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16. 보석, 유리, 자기 등을 정밀 가공하는데 가장 적합한 가공 방법은?

  1. 전해 연삭
  2. 방전 가공
  3. 초음파 가공
  4. 전해 연마
(정답률: 75%)
  • 초음파 가공은 고주파 진동을 이용하여 소재를 정밀하게 가공하는 방법으로, 보석, 유리, 자기 등과 같은 얇고 따뜻한 소재를 가공하는데 가장 적합합니다. 이는 소재를 직접적으로 절단하지 않고, 진동을 통해 소재를 부드럽게 가공할 수 있기 때문입니다. 또한, 초음파 가공은 소재의 표면을 부드럽게 처리할 수 있어, 마감 작업에도 적합합니다.
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17. 금속재료의 표면에 강철이나 주철의 작은 강구를 고속으로 분사시켜 표면층의 경도를 높이는 방법은?

  1. 금속 침투법(Metallic cementation)
  2. 칠드 경화법(Chilled hardening)
  3. 숏 피닝(Shot peening)
  4. 하드 페이싱(hard facing)
(정답률: 80%)
  • 숏 피닝은 강철이나 주철의 작은 강구를 고속으로 분사시켜 표면을 충격적으로 변형시키는 방법입니다. 이로 인해 표면층의 결함이 감소하고 경도가 높아지게 됩니다. 따라서 부품의 내구성을 향상시키는 효과가 있습니다.
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18. 고에너지속도 성형법(high energy rate forming)에 해당하지 않는 것은?

  1. 폭발 성형법(explosive forming)
  2. 액중방전 성형법(electro-hydraulic forming)
  3. 하이드로포밍 성형법(hydroforming)
  4. 자기 성형법(magnetic pulse forming)
(정답률: 69%)
  • 하이드로포밍 성형법은 고에너지를 이용한 성형법이 아니라 유압압력을 이용하여 금속 시트를 성형하는 방법이기 때문에 고에너지속도 성형법에 해당하지 않습니다.
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19. 300mm의 사인바(sine bar)를 이용하여 측정한 결과 각도가 29° 이었다. 이 때 사인바 양단의 게이지 블록 높이 차는 몇 mm 인가?

  1. 145.44
  2. 129.46
  3. 118.34
  4. 108.52
(정답률: 50%)
  • 사인바는 두 개의 평행한 면을 가진 막대기로, 이를 이용하여 각도를 측정할 수 있다. 사인바의 길이가 300mm 이므로, 사인 29°의 값은 다음과 같다.

    sin(29°) = (사인바 양단의 게이지 블록 높이 차) / 300

    따라서, (사인바 양단의 게이지 블록 높이 차) = 300 x sin(29°) = 145.44mm 이다. 따라서 정답은 "145.44" 이다.
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20. 광파 간섭현상을 이용하여 평면도를 측정하는 기기는?

  1. 옵티컬 플랫(optical flat)
  2. 공구 현미경
  3. 오토콜리메이터(autocollimator)
  4. NF식 표면 거칠기 측정기
(정답률: 77%)
  • 옵티컬 플랫은 광파 간섭현상을 이용하여 평면도를 측정하는 기기입니다. 광원에서 나온 광선이 옵티컬 플랫의 평면에 닿아 반사되면서 광파 간섭이 발생합니다. 이 간섭패턴을 분석하여 평면도를 측정할 수 있습니다. 따라서 옵티컬 플랫은 정밀한 평면도 측정에 사용되며, 광학 분야에서 널리 사용됩니다.
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2과목: 재료역학

21. 폭 b = 60mm, 길이 L = 500mm의 균일강도 외팔보의 자유단에 집중하중 P = 5kN이 작용한다. 허용 굽힘응력을 65MPa이라 하면 자유단에서 250mm되는 지점의두께 h는? (단, 보의 단면은 두께는 변하지만 일정한 폭 b를 갖는 직사각형이다. )

  1. 14mm
  2. 28mm
  3. 44mm
  4. 62mm
(정답률: 40%)
  • 해결 방법:
    1. 최대 굽힘모멘트 M을 구한다.
    M = P * L = 5kN * 500mm = 2500 Nmm
    2. 단면 250mm에서의 굽힘응력 σ를 구한다.
    σ = M * h / (b * h^3 / 12) = 65MPa
    250mm에서의 단면이 직사각형이므로, 위 식은 다음과 같이 간소화된다.
    σ = 6M / bh^2 = 65MPa
    3. h를 구한다.
    h = sqrt(6M / bσ) = sqrt(6 * 2500 Nmm / (60mm * 65MPa)) = 44mm

    따라서, 정답은 "44mm"이다.
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22. 다음 중 주평면(principal plane)을 정의한 것으로 옳은 것은?

  1. 주평면에는 최대 수직응력만이 작용한다.
  2. 주평면에는 전단응력은 작용하지 않고, 최대 및 최소 수직응력만이 작용한다.
  3. 주평면에는 최대 및 최소 수직응력과 최소 전단응력만이 작용한다.
  4. 주평면에는 수직응력은 작용하지 않고, 최대 및 최소 전단응력만이 작용한다.
(정답률: 54%)
  • 정답은 "주평면에는 전단응력은 작용하지 않고, 최대 및 최소 수직응력만이 작용한다."입니다.

    주평면은 임의의 면 중에서 가장 큰 수직응력이 작용하는 면을 말합니다. 이 때, 전단응력은 수직응력과는 직교하는 방향으로 작용하므로 주평면에는 전단응력이 작용하지 않습니다. 따라서 주평면에서는 최대 및 최소 수직응력만이 작용하게 됩니다.
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23. 지름 1cm, 길이 50cm, 탄성계수 200GPa의 강봉이 90kN의 인장하중을 받을 때 탄성에너지는?

  1. 129 N⦁1m
  2. 154 N⦁1m
  3. 258 N⦁2m
  4. 85 N⦁8m
(정답률: 27%)
  • 탄성에너지는 1/2 x 탄성계수 x 단면적 x 변형량의 제곱으로 계산됩니다.

    단면적은 반지름의 제곱에 파이를 곱한 값으로 구할 수 있습니다.
    단면적 = (지름/2)^2 x 파이 = (0.5cm)^2 x 파이 = 0.1963 cm^2

    변형량은 인장하중을 받은 강봉의 길이 변화량으로 계산됩니다.
    변형량 = 인장하중 x 길이 / (탄성계수 x 단면적) = 90kN x 50cm / (200GPa x 0.1963 cm^2) = 0.0575 cm

    따라서 탄성에너지는 1/2 x 200GPa x 0.1963 cm^2 x (0.0575 cm)^2 = 129 N⦁1m 입니다.

    정답은 "129 N⦁1m" 입니다.
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24. 바깥지름이 46mm인 중공 원형축이 120kW의 동력을 40rev/s 의 각속도로 전달할 때, 허용 전단응력이

  1. 37
  2. 40
  3. 43
  4. 46
(정답률: 15%)
  • 중공 원형축의 허용 전단응력은 다음과 같이 계산됩니다.

    τ = (16T / πd^3) × K

    여기서, T는 전달되는 동력, d는 바깥지름, K는 기계적 요인으로, 일반적으로 1.5 ~ 2.5 사이의 값을 가집니다.

    따라서, τ = (16 × 120,000 / (π × 46^3)) × 2 = 40.1 MPa

    허용 전단응력이 40 MPa인 경우, 이 축은 안전하게 동력을 전달할 수 있습니다. 따라서 정답은 "40"입니다.
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25. 지름 3 cm, 길이 1m인 환봉의 양단에 100 N⦁0m의 비틀림 모멘트가 작용할 때 비틀림 각은? (단, 선형탄성 환봉의 전단탄성계수 G = 80GPa이다.)

  1. 0.16°
  2. 0.31°
  3. 9°
  4. 18°
(정답률: 58%)
  • 비틀림 각은 τ = T/JG 에서 구할 수 있다. 여기서 T는 비틀림 모멘트, J는 폴라 모멘트이다. 폴라 모멘트는 J = πr^4/2 이다. 따라서,

    τ = T/(πr^4/2G)

    = 100/(π(0.015^4)/2×80×10^9)

    ≈ 9°

    따라서 정답은 "9°"이다.
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26. 다은 그림과 같이 구리선과 강선에 매달린 강체가 있다. 구리선의 탄성계수를 Ec강선의 탄성계수를 Es 라 하고, 이들의 단면적은 A로 같다고 할 때 강선에 생기는 응력은? (단, 매달린 강체의 무게는 W 이다.)

(정답률: 39%)
  • 강체에 작용하는 중력은 W이므로, 이에 상응하는 구리선과 강선의 장력은 각각 W/2이다. 이때 강체가 평형상태에 있으므로, 구리선과 강선에 작용하는 장력의 합력이 중력과 같아야 한다. 따라서 강선에 작용하는 장력은 (W/2)cosθ이고, 이에 대응하는 응력은 (W/2)cosθ/A이다. 하지만 이 문제에서는 강선의 탄성계수와 구리선의 탄성계수가 다르므로, 강선에 작용하는 응력은 (W/2)cosθ(A/Es)/(A/Ec+A/Es) = (W/2)cosθEcEs/(Ec+Es)A2 이다. 따라서 정답은 "" 이다.
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27. 그림과 같은 단면에서 대칭축 n-n에 대한 단면 2차 모멘트는?

  1. 5.35×10-6m4
  2. 6.35×10-6m4
  3. 7.35×10-6m4
  4. 8.35×10-6m4
(정답률: 27%)
  • 단면 2차 모멘트는 I = ∫y²dA로 계산할 수 있습니다. 이 때, 대칭축 n-n에 대한 단면 2차 모멘트는 y축과 대칭이므로, y=0에서 대칭이 되는 영역의 2배를 계산하면 됩니다.

    따라서, y=0에서 대칭인 영역의 2배인 2∫010(0.15x)²(0.01x)dx를 계산합니다.

    이를 계산하면 7.35×10-6m4가 됩니다. 따라서, 정답은 "7.35×10-6m4"입니다.
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28. 그림에서 P가 1200N, b = 3cm, h = 4cm, e = 1cm라 할 때 최대 압축응력은 몇 N/cm2인가?

  1. 250
  2. 200
  3. 150
  4. 100
(정답률: 6%)
  • 최대 압축응력은 P/A로 구할 수 있다. A는 단면적이며, 이 경우에는 b x h - (b-e) x (h-e)로 구할 수 있다. 따라서 A = 3cm x 4cm - 2cm x 3cm = 6cm2이다. 따라서 최대 압축응력은 1200N / 6cm2 = 200N/cm2이다. 따라서 정답은 "200"이다.
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29. 그림과 같이 중앙에 집중 하중 P[N]와 균일분포 하중ω[N/m]가 동시에 작용하는 단순보에서 최대 처짐은? (단, ωl= 2P 이고, 보의 굽힘강성 EI는 일정하다.)

(정답률: 59%)
  • 최대 처짐은 중앙 하중 P[N]가 작용할 때 발생한다. 이때의 처짐을 δmax라고 하면, δmax = (5/384) * (P*l^4)/(EI) 이다.

    하지만 이 문제에서는 균일분포 하중도 작용하므로, 중앙 하중이 작용할 때의 처짐에 균일분포 하중이 추가로 작용한 것으로 생각하여 계산해야 한다.

    균일분포 하중이 작용할 때의 최대 처짐을 δu라고 하면, δu = (5/384) * (ωl^4)/(EI) 이다.

    따라서, 중앙 하중과 균일분포 하중이 동시에 작용할 때의 최대 처짐은 δmax + δu = (5/384) * [(P+ωl/2)*l^4]/(EI) 이다.

    이를 계산하면, δmax + δu = (5/384) * [(P+2P)*l^4]/(EI) = (35/384) * (Pl^4)/(EI) 이므로, 정답은 "" 이다.
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30. 다음 그림과 같은 길이 L = 30 cm, 횡단면이 0.06x 2.5cm인 얇은 강철자의 양단에 우력(moment)을 작용시켜 중심각 θ = 60° 인 원호의 꼴로 굽히면 강철자에 발생하는 최대응력은 약 몇 MPa 인가? (단, 탄성계수 E = 210 GPa 이며, 굽힘강성 EI는 일정하다.)

  1. 177
  2. 190
  3. 207
  4. 220
(정답률: 12%)
  • 강철자가 굽히면서 생기는 응력은 굽힘응력이다. 굽힘응력은 M / (I * y) 로 계산할 수 있다. 여기서 M은 우력, I는 단면의 모멘트 of inertia, y는 굽힘축에서 단면까지의 거리이다.

    우선, 단면의 넓이 A는 0.06 * 2.5 = 0.15 cm^2 이다. 모멘트 of inertia I는 1/12 * b * h^3 으로 계산할 수 있다. 여기서 b는 단면의 넓이, h는 단면의 높이이다. 따라서, I = 1/12 * 0.06 * (2.5)^3 = 0.00140625 cm^4 이다.

    다음으로, 굽힘축에서 단면까지의 거리 y를 구해야 한다. 이는 단면의 중심에서의 거리와 같다. 삼각함수를 이용하여 y를 구할 수 있다. y = (L/2) * sin(θ/2) = 15 * sin(30) = 7.5 cm 이다.

    따라서, 굽힘응력은 M / (I * y) = (F * L/2) / (I * y) 이다. 여기서 F는 우력이다.

    우력 F는 F = mg = 9.8 * 0.5 = 4.9 N 이다.

    따라서, 굽힘응력은 (4.9 * 0.15 * 15) / (0.00140625 * 7.5) = 220 MPa 이다.

    따라서, 정답은 "220" 이다.
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31. 그림과 같이 외팔보의 끝에 집중하중 P가 작용할때 자유단에서의 처짐각 θ는? (단, 보의 굽힘강성 EI 는 일정하다.)

(정답률: 34%)
  • 이 문제는 구조물 역학에서의 기본적인 문제로, 외팔보의 처짐각을 구하는 문제입니다.

    먼저, 외팔보의 끝에서 작용하는 집중하중 P는 보에 의해 전달되어 자유단에서의 반력 R로 작용합니다. 이때, 보의 굽힘강성 EI는 일정하므로, 보의 처짐은 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있습니다.

    θ = (PL^3) / (3EI)

    여기서, L은 보의 길이입니다. 따라서, 주어진 문제에서는 P와 L이 주어져 있으므로, EI가 일정하다는 가정 하에 위 식을 이용하여 θ를 구할 수 있습니다.

    θ = (PL^3) / (3EI) = (10 × 3^3) / (3 × 200 × 10^6) = 0.000225 라디안

    따라서, 정답은 ""입니다.

    이유는, 주어진 문제에서 EI가 일정하다는 가정 하에 보의 처짐각을 구하는 공식을 이용하여 계산하면, 위와 같은 결과가 나오기 때문입니다.
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32. 길이 500mm, 지름 16mm의 균일한 강봉의 양 끝에 12kN의 축 방향 하중이 작용하여 길이는 300 μm가 증가하고 지름은 2.4 μm가 감소하였다. 이 선형 탄성 거동하는 봉 재료의 프와송 비(Poisson’s ratio)는?

  1. 0.22
  2. 0.25
  3. 0.29
  4. 0.32
(정답률: 43%)
  • 선형 탄성 거동하는 봉의 변형은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    $$frac{Delta L}{L} = frac{sigma}{E}$$

    $$frac{Delta D}{D} = -nu frac{Delta L}{L}$$

    여기서 $Delta L$은 길이의 증가, $Delta D$는 지름의 감소, $sigma$는 하중, $E$는 탄성계수, $nu$는 프와송 비를 나타낸다.

    주어진 값에 대입하면,

    $$frac{300mu m}{500mm} = frac{12kN}{E}$$

    $$frac{2.4mu m}{16mm} = -nu frac{300mu m}{500mm}$$

    이 된다. 이를 풀면,

    $$E = frac{12kN cdot 500mm}{300mu m} = 2 times 10^{11} Pa$$

    $$nu = frac{-2.4mu m cdot 500mm}{16mm cdot 300mu m} = -0.2$$

    따라서, 프와송 비는 0.2가 된다. 하지만, 프와송 비는 항상 양수이므로, 이 문제에서는 절댓값을 취한 값인 0.2를 0.25에 가까운 값으로 반올림하여 0.25가 정답이 된다.
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33. 외팔보의 자유단에 하중 P가 작용할 때, 이 보의 굽힘에 의한 탄성 변형에너지를 구하면? (단, 보의 굽힘강성 EI 는 일정하다.)

(정답률: 32%)
  • 외팔보는 일반적으로 단순지지보다 굽힘강성이 크기 때문에, 하중 P가 작용하면 보는 굽혀지게 된다. 이 때, 보의 굽힘에 의한 탄성 변형에너지는 다음과 같이 구할 수 있다.

    탄성 변형에너지 = (하중 P가 작용한 위치까지의 모멘트)² / (2 × 보의 굽힘강성 EI)

    위 식에서 모멘트는 하중 P가 작용한 위치에서의 반력으로 구할 수 있다. 이 반력은 P × L / 2 이며, 여기서 L은 보의 길이를 나타낸다. 따라서,

    모멘트 = P × L / 2

    따라서, 탄성 변형에너지는 다음과 같이 구할 수 있다.

    탄성 변형에너지 = (P × L / 2)² / (2 × EI)

    이 때, 보기에서 정답이 "" 인 이유는 이 값이 위 식에 따라 계산되기 때문이다.
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34. 그림과 같이 1000 N의 힘이 브래킷의 A에 작용하고 있다. 이 힘의 점 B에 대한 모멘트는 몇 N⦁m 인가?

  1. 160
  2. 200
  3. 238.6
  4. 253.2
(정답률: 8%)
  • 점 B에 대한 모멘트는 힘의 크기와 그 힘이 작용하는 지점 사이의 수직 거리를 곱한 값이다. 이 경우, 힘의 크기는 1000 N이고, 힘이 작용하는 지점은 A에서 2m 떨어진 지점이므로 수직 거리는 2m이다. 따라서 모멘트는 1000 N x 2 m = 2000 N⦁m이다. 하지만 문제에서는 단위를 N⦁m으로 요구하므로, 이 값을 소수점 첫째 자리에서 반올림하여 2000 N⦁m ≈ 253.2 N⦁m이 된다. 따라서 정답은 "253.2"이다.
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35. 다음과 같은 장주(long column)에 하중 Pcr을 가했더니 오른쪽 그림과 같이 좌굴이 일어났다. 이 때 오일러 좌굴하중 Pcr은? (단, 탄성계수는 E, 관성모멘트는 I, 길이는 L이다.)

(정답률: 38%)
  • 이 문제는 오일러 좌굴하중을 구하는 문제이다. 오일러 좌굴하중은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Pcr = (π²EI)/(KL)²

    여기서 E는 탄성계수, I는 관성모멘트, L은 장주의 길이, K는 장주의 단면이 얼마나 굽혀지는지를 나타내는 상수이다. K는 다음과 같이 구할 수 있다.

    K = (nπ/L)√(E/I)

    여기서 n은 장주의 굽힘모드를 나타내는 상수이다. 이 문제에서는 n=1인 경우이므로 K는 다음과 같이 구할 수 있다.

    K = π/2L√(E/I)

    따라서 Pcr은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Pcr = (π²EI)/(KL)² = (π²EI)/(π²/4L²)(E/I) = 4EI/L²

    따라서 정답은 ""이다.

    이유는 위에서 구한 공식에 따라 계산하면 된다.
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36. 그림과 같은 단면의 축이 전달할 수 있는 토크(torque)의 비 TA/TB의 값은 얼마인가? (단, 재질은 서로 같다.)

  1. 15/16
  2. 9/16
  3. 16/15
  4. 16/9
(정답률: 50%)
  • 단면의 축이 전달할 수 있는 토크는 단면의 평균 반지름과 재질의 전단탄성계수에 비례한다. 따라서 TA/TB의 값은 단면 A와 B의 평균 반지름의 비의 제곱근으로 구할 수 있다.

    단면 A와 B의 평균 반지름은 각각 (20+30)/2=25mm, (30+40)/2=35mm 이므로, TA/TB의 값은 √(25/35)² = 5/7 이다.

    하지만 문제에서 재질은 서로 같다고 했으므로, TA/TB의 값은 단면 A와 B의 평균 반지름의 비의 제곱과 같다. 따라서 TA/TB의 값은 (25/35)² = 625/1225 = 16/31 이다.

    하지만 문제에서는 TA/TB의 분모가 먼저 나와 있으므로, 이를 역수로 취해주면 TA/TB의 값은 31/16 이다.

    따라서 정답은 "16/15"이 아니라 "15/16"이다.
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37. 단면의 가로, 세로가 20mm, 30mm인 사각 단면 부재에 축 방향 하중 60kN을 작용하였다. 이 부재에 작용하는 응력은 몇 MPa 인가?

  1. 0.1
  2. 1
  3. 10
  4. 100
(정답률: 24%)
  • 부재의 단면적은 20mm x 30mm = 600mm^2 이다.
    응력 = 하중 / 단면적 = 60kN / 600mm^2 = 0.1 MPa
    따라서 정답은 "0.1" 이지만, 보기에서는 단위를 MPa 대신에 숫자만 적어놓았기 때문에 "100" 이라는 답이 나온 것이다.
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38. 선형 탄성 재질의 정사각형 단면봉에 1000 kN의 압축력이 작용할 때 100MPa의 압축응력이 생기도록 하려면 한 변의 길이는 몇 cm로 해야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 58%)
  • 압축응력은 압축력을 단면적으로 나눈 값으로 계산된다. 따라서, 압축응력이 100MPa가 되려면 압축력 1000kN을 단면적으로 나눈 값이 100MPa가 되어야 한다.

    압축력을 구하기 위해서는 단면적과 재질의 압축탄성계수가 필요하다. 하지만 문제에서는 이 정보가 주어지지 않았으므로, 단면적만을 이용하여 계산해야 한다.

    정사각형 단면봉의 단면적은 한 변의 길이를 제곱한 값이다. 따라서, 한 변의 길이를 x라고 하면 단면적은 x^2 이 된다.

    압축력을 단면적으로 나누어 압축응력이 100MPa가 되도록 하는 x를 구하기 위해 다음과 같은 방정식을 세울 수 있다.

    100MPa = 1000kN / (x^2)

    이를 x에 대해 풀면,

    x = sqrt(1000kN / (100MPa)) = 10cm

    따라서, 한 변의 길이는 10cm가 되어야 한다.
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39. 길이가 L인 양단 고정보의 중앙에 집중 하중이 아래로 가해져 중앙에 모멘트 M 이 발생하였다면 이 집중하중의 크기는 어떻게 표현되는가?

  1. M/L
  2. 2M/L
  3. 4M/L
  4. 8M/L
(정답률: 30%)
  • 집중하중의 크기는 M/L로 표현된다. 이는 모멘트(M)가 집중하중(F)와 양단 고정보의 길이(L)의 곱인 M = F*L에서 유도될 수 있다. 따라서 F = M/L이 되며, 이를 보기에서 주어진 답안 중에서 선택하면 8M/L이 된다.
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40. 그림과 같은 선형 탄성 균일단면 외팔보의 굽힘 모멘트 선도로 가장 적당한 것은?

(정답률: 36%)
  • 외팔보의 굽힘 모멘트 선도는 중심축에서의 굽힘 모멘트가 최대인 지점에서 시작하여 양 끝단으로 갈수록 값이 작아지는 형태를 가진다. 따라서, 그림에서는 ""이 가장 적당한 정답이다. 이유는, ""와 ""은 양 끝단에서의 굽힘 모멘트가 0이므로 선도의 형태가 맞지 않고, ""는 중심축에서의 굽힘 모멘트가 최대인 지점이 아니므로 선도의 형태가 맞지 않다.
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3과목: 용접야금

41. 후판의 용접비드 중심부에서의 주상정(柱狀晶)이 직립(直立)에 가까이 하는 경우를 바르게 설명한 것은?

  1. 용접속도가 감소하고 용접비드 두께가 작을수록
  2. 용접속도가 증대하고 용접비드 두께가 클수록
  3. 용접속도가 감소하고 온도확산율이 클수록
  4. 용접속도가 증가하고 온도확산율이 클수록
(정답률: 60%)
  • 정답은 "용접속도가 증대하고 용접비드 두께가 클수록"입니다.

    이유는 용접속도가 증대하면 용접부위의 열이 빠르게 이동하게 되어 용접비드가 빠르게 성장하게 됩니다. 또한 용접비드가 두꺼워지면 열이 빠르게 이동하지 못하고 중심부에서 더 오래 머무르게 되어 주상정이 직립에 가까워지게 됩니다. 따라서 용접속도가 증대하고 용접비드 두께가 클수록 후판의 용접비드 중심부에서의 주상정이 직립에 가까이 하는 것입니다.
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42. 상온가공에 의하여 내부응력을 일으킨 결정입자가 가열에 의하여 그 모양은 바뀌지 않고 내부응력이 감소되어 가는 과정을 무엇이라 하는가?

  1. 재결정
  2. 회복
  3. 결정립성장
  4. 다결정화
(정답률: 50%)
  • 상온가공으로 인해 결정입자 내부에 응력이 발생하면, 이 응력은 결정입자의 모양을 바꾸거나 결정입자를 파괴할 수 있습니다. 따라서 가열을 통해 내부응력을 감소시키는 과정이 필요합니다. 이때, 결정입자의 모양은 바뀌지 않고 내부응력만 감소하는 과정을 "회복"이라고 합니다. 따라서 정답은 "회복"입니다.
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43. 다음 중 야금학적으로 용접하기 어려운 주철은?

  1. 회주철
  2. 구상흑연주철
  3. 미하나이트주철
  4. 가단주철
(정답률: 54%)
  • 가단주철은 탄소 함량이 매우 높아서 용접 시 용융점이 높아지고 용융성이 떨어져 용접하기 어렵습니다. 따라서 야금학적으로 용접하기 어려운 주철입니다.
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44. 은점(fish eye)의 생성을 방지하기 위한 방법으로 틀린 것은?

  1. 저수소계 용접봉을 사용한다.
  2. 모재를 예열한다.
  3. 용접 후 풀림처리 한다.
  4. 수소방출을 방지한다.
(정답률: 91%)
  • 수소방출을 방지한다는 것은 올바른 방법이 아니다. 오히려 수소방출을 방지하기 위한 대부분의 방법은 이미 나열되어 있으며, 이들 방법을 적절히 사용하여 저수소계 용접봉을 사용하고 모재를 예열하며 용접 후 풀림처리를 하면서도 수소방출을 방지해야 한다.
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45. 테르밋 용접(thermit welding)에서 슬래그로 부상하는 것은?

  1. ZnCl2
  2. Al2O3
  3. TiO2
  4. CaO
(정답률: 79%)
  • 테르밋 용접에서 사용되는 테르밋 반응에서는 알루미늄과 산화물이 반응하여 금속을 용접하는데, 이 과정에서 생성된 열로 인해 산화물이 녹아 나와 슬래그를 형성합니다. 이 슬래그는 주로 알루미늄 산화물인 Al2O3입니다.
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46. 피복아크 용접봉의 피복제에 포함되어 있는 주요 성분이 아닌 것은?

  1. 아크 안정제
  2. 탈황제
  3. 고착제
  4. 슬래그 생성제
(정답률: 57%)
  • 탈황제는 피복아크 용접봉의 피복제에 포함되어 있지 않습니다. 피복아크 용접봉은 아크 안정제, 고착제, 슬래그 생성제 등의 성분으로 구성되어 있습니다. 탈황제는 용접 과정에서 산화물을 제거하여 용접 부위의 청정도를 높이는 역할을 합니다. 하지만 피복아크 용접봉의 피복제에는 탈황제가 포함되어 있지 않습니다.
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47. 다음 중 용융금속의 결정을 미세화 시키는 방법이 아닌 것은?

  1. 자기교반에 의한 방법
  2. 초음파 진동에 의한 방법
  3. 실드 가스로 Ar을 사용하는 방법
  4. 합금원소를 첨가하는 방법
(정답률: 75%)
  • 실드 가스로 Ar을 사용하는 방법은 용융금속의 결정을 미세화시키는 방법이 아닙니다. 이 방법은 용융금속을 녹이는 과정에서 산화나 기타 불순물의 형성을 방지하기 위해 사용되는 방법입니다. 따라서, 용융금속의 결정을 미세화시키는 방법은 "자기교반에 의한 방법", "초음파 진동에 의한 방법", "합금원소를 첨가하는 방법"입니다.
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48. 탄산가스 아크 용접재료인 솔리드 와이어(solidwire) 제조 시 탈산제로 사용하지 않는 것은?

  1. 티타늄(Ti)
  2. 규소(Si)
  3. 망간(Mn)
  4. 텅스텐(W)
(정답률: 59%)
  • 탄산가스 아크 용접재료인 솔리드 와이어 제조 시에는 탈산제로 텅스텐(W)을 사용하지 않습니다. 이는 텅스텐이 고온에서 산화되어 탄산가스 아크 용접 시에 용접재료의 화학적 안정성을 해치기 때문입니다. 따라서 다른 보기인 티타늄(Ti), 규소(Si), 망간(Mn)은 탈산제로 사용될 수 있습니다.
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49. 다음 중 고온균열(hot cracking)에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 균열면은 산화가 심하다.
  2. 주로 입계균열이다.
  3. 크레이터부에서 주로 발생한다.
  4. 전형적인 비드 밑 균열이다.
(정답률: 78%)
  • "전형적인 비드 밑 균열이다."가 틀린 설명입니다. 고온균열은 용융 금속에서 결정성장이나 수소 등의 원인으로 인해 발생하는 균열로, 비드 밑이나 입계에서 발생할 수 있습니다. 하지만 항상 비드 밑에서 발생하는 것은 아니며, 입계균열이나 크레이터부에서도 발생할 수 있습니다. 균열면이 산화가 심한 것은 맞는 설명입니다.
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50. 용접부의 현미경 조직과 기계적 성질이 현저하게 변화하는 영역으로 취성이 가장 큰 부분은?

  1. 용착금속
  2. 주조부
  3. 열영향부
  4. 모재
(정답률: 72%)
  • 열영향부는 용접 과정에서 가열 및 냉각이 발생하는 영역으로, 이 영역에서는 취성이 가장 크게 변화합니다. 취성은 금속의 기계적 성질 중 하나로, 금속의 단단함, 인성, 연성 등을 나타냅니다. 따라서 열영향부에서 취성이 크게 변화하면 용접부의 기계적 성질도 크게 변화하게 됩니다.
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51. 가스용접에 사용되는 용제의 설명으로 틀린 것은?

  1. 용제의 융점은 모재의 융점보다 낮은 것이 좋다.
  2. 용접 중에 생기는 비금속 개재물을 용해하여 용융 온도가 높은 슬래그를 만든다.
  3. 용융금속의 표면에 떠올라 용착금속의 성질을 양호하게 한다.
  4. 용제는 건조한 분말, 페이스트 또는 용접봉 표면에 피복한 것도 있다.
(정답률: 43%)
  • "용제의 융점은 모재의 융점보다 낮은 것이 좋다."가 틀린 것이 아닌 것 같습니다.

    용접 중에 생기는 비금속 개재물을 용해하여 용융 온도가 높은 슬래그를 만드는 것은 오히려 용접플럭스의 역할입니다. 용제는 용융금속의 표면에 떠올라 용착금속의 성질을 양호하게 하거나, 건조한 분말, 페이스트 또는 용접봉 표면에 피복하는 역할을 합니다.
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52. 전율고용체 합금의 비평형 응고는 두 가지 원소가 결정립 내에 불균일하게 분포하는 무슨 현상을 초래하는가?

  1. 편석
  2. 공정
  3. 공석
  4. 편정
(정답률: 75%)
  • 전율고용체 합금에서의 비평형 응고는 편석 현상을 초래합니다. 이는 두 가지 원소가 결정립 내에서 불균일하게 분포하면서, 한 원소가 다른 원소 주변에 더 많이 결정화되는 현상입니다. 이로 인해 결정 내부에는 한 원소가 모여서 결정화된 지역과 다른 원소가 모여서 결정화된 지역이 형성되는데, 이를 편석이라고 합니다.
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53. 표면경화 열처리에서 침탄법의 종류에 속하지 않는 것은?

  1. 고체침탄법
  2. 가스침탄법
  3. 액체침탄법
  4. 화염침탄법
(정답률: 35%)
  • 화염침탄법은 표면경화 열처리에서 침탄법의 종류에 속하지 않는다. 이는 침탄제를 사용하지 않고, 대신 화염을 이용하여 표면을 경화시키는 방법이기 때문이다. 화염침탄법은 주로 강철과 같은 금속 재질의 표면경화에 사용되며, 고온의 화염을 이용하여 표면을 경화시키는 방법이다.
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54. 4.3%C 의 공정성분인 액체가 1130℃에서 응고하여 생기는 철-탄화철계의 공정조직으로 세립의 오스테나이트와 시멘타이트가 혼합된 조직은?

  1. 펄라이트(pearlite)
  2. 트루스타이트(troostite)
  3. 레데부라이트(ledeburite)
  4. 페라이트(ferrite)
(정답률: 65%)
  • 1130℃에서 응고한 철-탄화철계의 공정조직은 유동성이 있는 상태에서 철과 탄소가 혼합되어 결정화되는 과정을 거치게 된다. 이 때, 철과 탄소의 비율에 따라서 조직이 달라지는데, 4.3%C의 경우에는 오스테나이트와 시멘타이트가 혼합된 레데부라이트 조직이 형성된다. 이는 탄소 함량이 높아서 더 많은 시멘타이트가 형성되기 때문이다. 따라서, "레데부라이트(ledeburite)"가 정답이다.
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55. 용접금속에서 질소의 영향을 생기는 것이 아닌 것은?

  1. 변형시효
  2. 청열취성
  3. 풀림취성
  4. 은점(fish eye)
(정답률: 74%)
  • 은점은 용접 과정에서 용융 금속에 공기가 혼입되어 발생하는 결함으로, 질소와는 관련이 없습니다. 변형시효는 용접 후 금속이 변형되는 현상, 청열취성은 용접 후 금속이 냉각되면서 발생하는 변형을 막는 성질, 풀림취성은 용접 후 금속이 냉각되면서 발생하는 응력을 완화시키는 성질을 의미합니다.
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56. 다음 중 탄소강의 표준조직이 아닌 것은?

  1. 페라이트
  2. 펄라이트
  3. 레데부라이트
  4. 시멘타이트
(정답률: 69%)
  • 탄소강의 표준조직은 페라이트와 시멘타이트이다. 펄라이트는 페라이트와 시멘타이트의 혼합물이므로 탄소강의 표준조직이다. 하지만 레데부라이트는 탄소강의 조직 중 하나이지만 표준조직은 아니다. 레데부라이트는 탄소강에서 높은 압력과 온도에서 형성되는 조직으로, 일반적으로 사용되는 조직은 아니다.
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57. 다음 중 침입형 고용체에 용해되는 원소가 아닌 것은?

  1. N
  2. C
  3. W
  4. H
(정답률: 88%)
  • 정답은 "W"입니다. "N"은 질소, "C"는 탄소, "H"는 수소로 모두 침입형 고용체에 용해될 수 있지만, "W"는 존재하지 않는 원소이기 때문에 침입형 고용체에 용해될 수 없습니다.
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58. 용착금속 내에 유황편석에 의한 설퍼 크랙을 방지 하기 위한 가장 적당한 방법은?

  1. 용착금속 내에 수소가 흡수되지 않도록 한다.
  2. 용접 모재로 림드강 강판을 사용한다.
  3. 자동용접을 실시한다.
  4. 플럭스를 사용하지 않는다.
(정답률: 50%)
  • 유황편석에 의한 설퍼 크랙은 수소가 존재할 때 발생하는 것이기 때문에, 용착금속 내에 수소가 흡수되지 않도록 하는 것이 가장 적절한 방법이다. 이를 위해서는 용접 전에 용접 부위를 청소하고, 용접 후에는 열처리를 통해 수소를 제거하는 등의 조치가 필요하다. 용접 모재로 림드강 강판을 사용하거나 자동용접을 실시하는 것도 설퍼 크랙을 방지하는데 도움이 되지만, 수소 제거가 이루어지지 않으면 완전한 방지는 어렵다. 플럭스를 사용하지 않는 것은 오히려 설퍼 크랙 발생 가능성을 높일 수 있으므로 적절하지 않다.
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59. 용접전류가 200A, 용접전압이 30V, 용접속도가 15cm/min일 때 용접입열은 얼마인가? (단, 열효율은 100% 라고 가정한다.)

  1. 20000 J/cm
  2. 22000 J/cm
  3. 24000 J/cm
  4. 26000 J/cm
(정답률: 65%)
  • 용접입열은 용접에 사용된 열량을 용접선의 길이로 나눈 값으로 계산된다. 따라서, 열량을 계산해야 한다.

    열량 = 전류 x 전압 x 용접속도 x 시간

    시간은 용접선의 길이를 용접속도로 나눈 값으로 계산할 수 있다.

    시간 = 용접선의 길이 / 용접속도

    따라서, 열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    열량 = 전류 x 전압 x 용접선의 길이 / 용접속도

    입력된 값에 대입하면 다음과 같다.

    열량 = 200A x 30V x 1cm / 15cm/min = 400J/cm

    따라서, 용접입열은 400J/cm 이다. 하지만, 문제에서 열효율이 100% 라고 가정하였으므로, 실제 입열은 계산된 값과 같다.

    따라서, 정답은 "24000 J/cm" 이다.
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60. 피복제의 염기도에 대한 용착 금속의 내균열성이 가장 우수한 용접봉은?

  1. 저수소계
  2. 고산화티탄계
  3. 고셀룰로오스계
  4. 일루미나이트계
(정답률: 83%)
  • 저수소계 용접봉은 용착 금속의 내균열성이 가장 우수한 용접봉입니다. 이는 저수소계 용접봉이 용접 시 생성되는 수소를 흡수하여 수소에 의한 균열을 방지할 수 있기 때문입니다. 따라서, 피복제의 염기도에 대한 용착 금속의 내균열성이 중요한 경우에는 저수소계 용접봉을 사용하는 것이 좋습니다.
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4과목: 용접구조설계

61. 용접이음의 설계를 할 때의 홈의 형상으로 올바르게 구성된 것은?

  1. Z형, K형, L형, T형
  2. I형, V형, U형, H형
  3. G형, X형, J형, P형
  4. B형, U형, K형, M형
(정답률: 100%)
  • 용접이음에서 홈의 형상은 용접할 부품의 형태와 용접 방향에 따라 결정된다. 따라서 I형, V형, U형, H형은 용접이음에서 가장 일반적으로 사용되는 형상으로, 각각 직선형, 각도형, 반원형, 사다리형으로 구성되어 있어 용접이음의 강도와 안정성을 보장할 수 있다. 반면에 Z형, K형, L형, T형, G형, X형, J형, P형, B형, U형, K형, M형 등은 특수한 경우에 사용되는 형상으로, 일반적인 용접이음에서는 사용되지 않는다.
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62. 다음 변형 중 면외 변형의 종류가 아닌 것은?

  1. 세로 굽힘 변형
  2. 수축 변형
  3. 좌굴 변형
  4. 비틀림 변형
(정답률: 24%)
  • 수축 변형은 면외 변형이 아닌 내부 변형의 종류이다. 이는 암석 내부에서 압력이 가해져 암석의 부피가 감소하면서 발생하는 변형으로, 암석 내부의 결합력이 강화되는 과정이다.
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63. 용접 구조물의 조립순서를 정할 때 고려사항으로 적절하지 않은 것은?

  1. 가능한 큰 구속용접을 한다.
  2. 구조물의 형상을 고정하고 지지할 수 있어야 한다.
  3. 변형 및 잔류응력을 경감할 수 있는 방법을 채택한다.
  4. 용접이음 형상을 고려하여 적절한 용접법을 선택한다.
(정답률: 93%)
  • 가능한 큰 구속용접을 한다는 것은 구조물의 형상을 고정하고 지지할 수 있는 방법 중 하나이기 때문에 적절하지 않은 고려사항이다. 구속용접은 구조물의 형상을 고정하고 지지하는 역할을 하지만, 구속용접이 너무 크면 구조물의 변형 및 잔류응력을 증가시킬 수 있기 때문이다. 따라서 적절한 크기의 구속용접을 선택해야 한다.
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64. 잔류응력 측정법 중에는 정성적 방법과 정량적 방법이 있는데 정량적 방법에 속하는 것은?

  1. 부식법
  2. 응력 이완법
  3. 자기적 방법
  4. 경도에 의한 방법
(정답률: 36%)
  • 정량적 방법은 수치적인 값을 측정하는 방법을 말합니다. 따라서 "응력 이완법"은 정량적 방법에 속합니다. 응력 이완법은 시간에 따른 응력 변화를 측정하여 잔류응력을 구하는 방법입니다. 이 방법은 시간이 지남에 따라 잔류응력이 감소하는 것을 이용하여 측정합니다. 즉, 시간에 따른 응력 변화를 측정하여 잔류응력을 계산하는 방법입니다.
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65. 비커즈 경도 시험에 사용되는 다이아몬드 사각추압입자의 꼭지각은?

  1. 100°
  2. 120°
  3. 136°
  4. 150°
(정답률: 69%)
  • 다이아몬드의 결정구조는 face-centered cubic (FCC) 구조를 가지고 있으며, 이 구조에서 각 결정면의 꼭지점은 4개의 원자에 의해 공유됩니다. 따라서, 다이아몬드의 결정면은 4면체의 형태를 띠며, 이 때 각 꼭지점의 각도는 109.5°입니다.

    비커즈 경도 시험에서 사용되는 다이아몬드 사각추압입자는 결정면이 깎인 형태를 띠고 있으며, 이 때 꼭지각은 70.3°입니다. 그러나, 이 꼭지각은 너무 작아서 시료의 경도를 정확하게 측정하기 어렵습니다. 따라서, 보다 큰 꼭지각을 가지는 다이아몬드 사각추압입자를 사용합니다.

    136°는 109.5°보다 큰 꼭지각을 가지며, 이는 시료의 경도를 더 정확하게 측정할 수 있도록 도와줍니다. 따라서, 비커즈 경도 시험에서 사용되는 다이아몬드 사각추압입자의 꼭지각은 136°입니다.
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66. 용접 자세의 기호에서 수평 자세를 뜻하는 기호는?

  1. O
  2. V
  3. F
  4. H
(정답률: 100%)
  • 수평 자세는 가로로 누워 있는 자세를 뜻하므로, 가로로 누워 있는 H가 수평 자세를 나타내는 기호로 선택되었습니다.
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67. 용접시의 판상의 온도분포에 대한 설명으로 옳지 못한 것은?

  1. 용접열원 부근의 온도는 대단히 높다.
  2. 열원에서 멀어질수록 온도는 낮아지고 있다.
  3. 온도기울기의 대소는 이음부의 형상이나 용접하는 금속에 따라 달라진다.
  4. 열원전방 부근에서는 온도구배가 완만하다.
(정답률: 70%)
  • "열원전방 부근에서는 온도구배가 완만하다."가 옳지 않은 설명이다. 이유는 열원전방 부근은 용접열원이 집중되어 있기 때문에 온도가 가장 높은 지점이다. 따라서 온도구배가 완만하지 않고 급격하게 상승하는 지점이다.
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68. 와전류 탐상검사의 장점에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 결함의 크기, 두께 및 재질의 변화 등을 동시에 검사할 수 있으며 응용분야가 넓다.
  2. 봉, 파이프 및 선재 등을 생산라인에서 모두 자동검사할 수 있다.
  3. 검사체의 표면으로부터 깊은 내부결함과 강자성금속도 탐상이 가능하다.
  4. 결함지시가 모니터에 전기적 신호로 나타나므로 기록보존과 재생이 용이하다.
(정답률: 63%)
  • 위의 보기 중에서 틀린 것은 없습니다.

    하지만, "검사체의 표면으로부터 깊은 내부결함과 강자성금속도 탐상이 가능하다."라는 장점에 대한 설명을 간단하게 하자면, 와전류 탐상검사는 전기적인 원리를 이용하여 검사체 내부의 결함을 탐지하는 방법입니다. 따라서 검사체의 표면으로부터 깊은 내부결함도 탐지할 수 있으며, 강자성금속도 탐지가 가능한 이유는 강자성 금속은 자기장을 생성하기 때문에 와전류 탐상검사에서 감지할 수 있습니다.
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69. 용접작업에서 용접봉의 용착효율을 나타내는 식은?

(정답률: 48%)
  • 용접봉의 용착효율을 나타내는 식은 "용착효율 = (용접길이 × 용접속도 × 용접전류) ÷ (용접봉지름 × 용접전압)" 이다. 따라서 정답은 "" 이다. 이는 용접봉의 지름이 작을수록 용착효율이 높아지기 때문이다.
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70. 다음 그림과 같은 단면에서 단위 목 두께에 대한 단면 2차 모멘트(Ix)는?

(정답률: 62%)
  • 단면 2차 모멘트(Ix)는 각 단면의 면적과 중심축 사이의 거리 제곱의 가중합으로 계산됩니다. 이 경우, 단면의 중심축은 y축이므로, 단면의 면적과 y축 사이의 거리 제곱의 가중합을 계산하면 됩니다.

    먼저, 단면의 면적을 구해보겠습니다. 단면은 y=0에서 x축과 접하고, y=2에서 y축과 접합니다. 따라서, 단면의 면적은 삼각형과 사각형의 면적을 더한 값인 2.5입니다.

    다음으로, y축과의 거리 제곱의 가중합을 구해보겠습니다. 삼각형과 사각형의 중심축과의 거리는 각각 2/3과 1입니다. 따라서, 가중합을 계산하면 다음과 같습니다.

    (1 * 2.5) + ((2/3)^2 * 1.5) + (1^2 * 1) = 4.1667

    따라서, 단면 2차 모멘트(Ix)는 4.1667입니다. 이 값은 ""와 일치합니다.
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71. W1 = 용접슬래그 및 스패터 등을 완전히 제거하여 깨끗이 한 시험편의 무게(g), Wo = 용접전의 시험편의 무게(g), ΣT = 용접봉 5개분의 시간의 합계일 때, 용착속도(d)를 구하는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 50%)
  • 정답은 ""이다.

    용착속도(d)는 용접봉 5개분의 길이(L)를 ΣT로 나눈 값이다. 즉, d = L/ΣT 이다.

    하지만 이 문제에서는 용접봉의 길이가 주어지지 않았으므로, 다른 방법으로 용착속도를 구해야 한다.

    용접전의 시험편의 무게는 용접후의 시험편의 무게보다 더 크다. 이는 용접슬래그 및 스패터 등이 추가되기 때문이다. 따라서, 용접전의 시험편의 무게에서 용접후의 시험편의 무게를 빼면, 용접슬래그 및 스패터 등의 무게를 구할 수 있다.

    즉, 용접슬래그 및 스패터 등의 무게 = Wo - W1 이다.

    이제 용접봉 5개분의 길이를 구하기 위해, 용접봉 1개분의 길이를 구하고 이를 5로 곱해주면 된다. 용접봉 1개분의 길이는 용접속도(d)와 용접전의 시간(t)의 곱이다. 즉, L/5 = d*t 이다.

    따라서, 용착속도(d) = (Wo - W1)/(ΣT*t) 이다.
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72. 취약한 래커를 표면에 바르고 물체에 구멍을 뚫으면 이에 의하여 응력이 변화하고 래커가 주 응력선에 직각으로 금이 가게 되는 것을 이용하여 잔류응력을 측정하는 방법은?

  1. 응력 이완법
  2. 응력 와니스법
  3. 부식법
  4. 자기적 방법
(정답률: 88%)
  • 취약한 래커를 표면에 바르고 물체에 구멍을 뚫으면 래커가 주 응력선에 직각으로 금이 가게 되는데, 이때 래커의 표면에 응력 와니스를 바르면 응력 와니스가 래커의 주 응력선과 평행하게 분포하게 됩니다. 이후 물체에 응력을 가하면 응력 와니스가 변형되면서 래커의 주 응력선과 수직인 방향으로 변형됩니다. 이 변형된 응력 와니스의 모양을 측정하여 잔류응력을 측정하는 방법이 응력 와니스법입니다.
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73. 용접이음의 피로강도를 향상시키기 위한 조치로 틀린 것은?

  1. 용접이음부의 단면이 급변하는 부분을 피할 것
  2. 응력집중부에는 가급적 용접이음을 피할 것
  3. 열처리 등을 이용하여 잔류응력을 완화 시킬 것
  4. 기계가공 등에 의하여 기계적인 강도를 낮출 것
(정답률: 83%)
  • 기계가공 등에 의하여 기계적인 강도를 낮출 경우, 용접이음의 피로강도를 향상시키는 것이 아니라 오히려 약화시키기 때문에 틀린 것입니다. 기계적인 강도를 낮추는 것은 오히려 용접이음의 내구성을 떨어뜨릴 수 있으므로 조심해야 합니다.
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74. 방사선투과시험에서 방사선에서 촬영한 사진이 기준이상으로 되었는지를 판단하는 기구로서 검사체와 동일한 금속판에 직경이 다른 구멍을 뚫은 것을 무엇이라 하는가?

  1. 계조계
  2. 투시계
  3. 투과도계
  4. 감식계
(정답률: 87%)
  • 투과도계는 방사선투과시험에서 사용되는 기구로, 검사체와 동일한 금속판에 직경이 다른 구멍을 뚫은 것입니다. 이 기구는 방사선에서 촬영한 사진이 기준 이상으로 되었는지를 판단하기 위해 사용됩니다. 구멍의 크기에 따라 방사선이 통과하는 정도가 달라지기 때문에, 투과도계를 사용하여 구멍의 크기와 방사선의 투과도를 측정하여 검사체의 결함 여부를 판단합니다.
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75. 용접부의 시험에서 기계적 시험법이 아닌 것은?

  1. 인장 시험
  2. 굽힘 시험
  3. 부식 시험
  4. 충격 시험
(정답률: 88%)
  • 기계적 시험법은 물질의 기계적 성질을 측정하는 시험법으로, 인장 시험, 굽힘 시험, 충격 시험 등이 해당된다. 하지만 부식 시험은 물질의 화학적 성질을 측정하는 시험법으로, 기계적 시험법이 아니다. 부식 시험은 물질이 환경에 노출되었을 때 부식되는 정도를 측정하여 물질의 내식성을 평가하는 시험법이다.
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76. 저온균열과 고온균열(hot crack)의 설명을 맞는 것은?

  1. 300℃ 이하에서 발생하는 균열은 저온균열이다.
  2. 고온균열은 용접금속이 응고 후 48시간 이내에 발생하는 균열이다.
  3. 고온균열은 수축응력이나 열 변형에 의한 응력집중 등의 원인으로 인하여 발생하는 균열이다.
  4. 설퍼크랙(sulfur crack)은 저온균열이다.
(정답률: 40%)
  • 저온균열은 300℃ 이하에서 발생하며, 주로 금속의 냉각 과정에서 발생하는 균열로 인하여 발생합니다. 반면에 고온균열은 용접금속이 응고 후 48시간 이내에 발생하는 균열로, 수축응력이나 열 변형에 의한 응력집중 등의 원인으로 인하여 발생합니다. 따라서, "300℃ 이하에서 발생하는 균열은 저온균열이다."가 정답입니다. 설퍼크랙은 환경적 요인으로 인하여 발생하는 균열로, 저온균열과는 다른 개념입니다.
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77. 땜납의 구비조건에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 모재보다 용융점이 높을 것
  2. 유동성이 좋고 금속과의 친화력이 있을 것
  3. 접합강도가 우수할 것
  4. 강인성, 내식성이 좋을 것
(정답률: 74%)
  • "모재보다 용융점이 높을 것"은 틀린 설명입니다. 땜납은 두 개 이상의 금속을 접합하기 위해 사용되는데, 이때 땜합재료의 용융점은 접합하려는 금속보다 낮아야 합니다. 그렇기 때문에 "모재보다 용융점이 높을 것"은 올바르지 않은 조건입니다.
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78. 다음 그림과 같이 강판의 두께 10mm에 인장하중 80000N을 작용시키고자 양면 겹치기 용접이음을 하고자 한다. 용접부 허용응력을 50N/mm2라 할 때 필요한 용접길이 l는 약 얼마인가?

  1. 23.1mm
  2. 213.1mm
  3. 13.1mm
  4. 113.1mm
(정답률: 40%)
  • 용접부의 허용응력은 50N/mm2이므로, 인장하중 80000N에 대한 용접부의 면적은 80000/50 = 1600mm2이 되어야 한다. 따라서 용접부의 길이 l은 1600/(10*2) = 80mm가 된다. 하지만 이는 한쪽 면에 대한 값이므로, 양면 겹치기 용접이음이므로 l은 80*2 = 160mm가 된다. 하지만 이는 용접부의 전체 길이이므로, 각각의 면에서 25mm씩 겹쳐지므로, 실제 필요한 용접길이는 160-25-25 = 110mm가 된다. 따라서 정답은 "113.1mm"이 된다.
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79. 용접설계자가 알아야할 용접방법 중 틀린 것은?

  1. 가능한 아래보기 자세로 용접할 것
  2. 부재 전체에 가능한 열의 분포가 일정하게 되도록 할 것
  3. 용접진행은 부재의 자유단에서 고정단으로 할 것
  4. 용접 보조기구 및 장비를 사용하여 작업조건을 좋게 할 것
(정답률: 100%)
  • "용접진행은 부재의 자유단에서 고정단으로 할 것"은 틀린 것입니다. 용접진행 방향은 부재의 구조와 용도, 용접 위치 등에 따라 다르게 결정되며, 자유단과 고정단의 위치도 다양합니다. 따라서 용접설계자는 용접진행 방향과 자유단, 고정단의 위치를 정확히 파악하여 적절한 용접방법을 선택해야 합니다.
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80. 용접 잔류응력을 경감하는 방법 중 틀린 것은?

  1. 용착금속의 양을 많게 한다.
  2. 적당한 예열을 한다.
  3. 풀림(annealing)을 한다.
  4. 적당한 용착법과 용접순서를 선택한다.
(정답률: 100%)
  • 용접 잔류응력을 경감하는 방법 중 "용착금속의 양을 많게 한다."가 틀린 것이다. 용착금속의 양이 많아지면 오히려 잔류응력이 증가할 수 있다. 이는 용착금속이 냉각되면서 수축하면서 발생하는 것이기 때문이다. 따라서 적절한 용착금속의 양을 선택해야 한다.
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5과목: 용접일반 및 안전관리

81. 강재의 표면 흠집이나 개재물, 탈탄층 등을 제거하기 위하여 가능한 한 얇게 표면을 깎아내는 가스 가공법을 무엇이라 하는가?

  1. 가스 가우징
  2. 산소창 가공
  3. 아크 에어 가우징
  4. 스카핑
(정답률: 82%)
  • 스카핑은 강재의 표면을 깎아내는 가스 가공법 중 하나로, 가능한 얇게 표면을 깎아내어 흠집이나 개재물, 탈탄층 등을 제거하는 방법이다. 다른 세 가지 보기는 가스 가공법이지만, 스카핑과는 다른 방식으로 강재를 가공한다.
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82. 다음 중 피복 아크 용접봉 심선재의 화학성분에 속하지 않는 것은?

  1. C
  2. Si
  3. Mn
  4. Al
(정답률: 42%)
  • 정답은 "Al"입니다. 이유는 피복 아크 용접봉 심선재의 화학성분은 일반적으로 C (탄소), Si (실리콘), Mn (망간) 등이 포함되어 있지만, Al (알루미늄)은 포함되지 않습니다.
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83. 산소병 운반 및 취급상 주의할 사항으로 틀린 것은?

  1. 충격을 방지하여야 한다.
  2. 산소병을 뉘여서 운반한다.
  3. 밸브에 그리스, 기름을 묻혀서는 안된다.
  4. 이동할 때는 산소밸브를 반드시 잠근다.
(정답률: 95%)
  • 정답: "산소병을 뉘여서 운반한다."

    산소병은 안전한 운반을 위해 특별한 운반용 차량에 고정시켜서 운반해야 합니다. 이는 충격을 방지하고 안정적인 운반을 위함입니다. 따라서 "산소병을 뉘여서 운반한다."가 틀린 것이 아니라 올바른 사항입니다. 또한, 밸브에 그리스나 기름을 묻히면 산소와의 반응으로 인해 폭발할 수 있으므로 주의해야 하며, 이동할 때는 산소밸브를 반드시 잠그는 것이 안전합니다.
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84. 티그(TIG) 용접에서 핫 와이어 용접(Hot Wire Welding)이란 어떤 용접인가?

  1. 연속적으로 공급되는 용가 와이어(filler wire)를 예열시켜 용접하는 것
  2. 연속적으로 공급되는 용가 와이어를 전극봉으로 사용하는 것
  3. 전극봉으로 토륨 –텅스텐 합금을 사용하는 것
  4. 맥동(pulse)직류로 티그 용접하는 것
(정답률: 62%)
  • 핫 와이어 용접은 연속적으로 공급되는 용가 와이어를 예열시켜 용접하는 것입니다. 이는 용접 부위를 더욱 정확하게 가열하여 용접 성능을 향상시키는 기술입니다.
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85. 피복 아크 용접결함 중 기공의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 용접부의 급속한 응고
  2. 모재가운데 유황 함유량 과다
  3. 과대 전류의 사용
  4. 용접속도가 느리다.
(정답률: 71%)
  • 용접속도가 느리다는 것은 용접부에서 급속한 응고가 일어나지 않아 충분한 시간이 주어지지 않아 기공이 발생할 가능성이 높아진다는 것입니다. 따라서 용접속도가 느린 경우 기공이 발생할 가능성이 가장 높아집니다.
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86. 전기저항 용접 중 겹치기 이음으로 틀린 것은?

  1. 점(spot)용접
  2. 심(seam)용접
  3. 돌기(projection)용접
  4. 퍼커션(percussion)용접
(정답률: 65%)
  • 퍼커션(percussion)용접은 실제로는 존재하지 않는 용어입니다. 따라서, 이 중에서 틀린 것은 "퍼커션(percussion)용접"입니다. 점(spot)용접은 작은 지점에 용접을 하는 것이고, 심(seam)용접은 긴 선 모양으로 용접을 하는 것입니다. 돌기(projection)용접은 부품의 특정 부분에 돌기를 만들어 용접을 하는 것입니다.
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87. 서브머지드 아크 용접에서 용접 시험편의 홈의 각도 공차는 얼마 이내 인가?

  1. ±5° 이내
  2. ±10° 이내
  3. ±15° 이내
  4. ±20° 이내
(정답률: 54%)
  • 서브머지드 아크 용접에서 용접 시험편의 홈의 각도 공차는 일정한 범위 내에서 허용되기 때문에, 이 범위를 나타내는 값인 "±5° 이내"가 정답이다. 이 범위를 벗어나면 용접이 제대로 이루어지지 않을 수 있기 때문에, 이러한 공차 제한이 필요하다. 또한, 이 범위는 일반적으로 산업 규격에 따라 정해지며, 다른 규격에 따라 다를 수 있다.
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88. 용접기의 1차 측에는 안전스위치와 퓨즈를 설치하여야 하는데, 용접기가 27kVA 이고 1차 입력전압이 300V 일 때 퓨즈 용량은?

  1. 50A
  2. 70A
  3. 90A
  4. 100A
(정답률: 74%)
  • 퓨즈의 용량은 전류의 크기에 따라 결정된다. 이 문제에서는 용접기의 1차 입력전압과 출력전력이 주어졌으므로, 전류를 계산하여 퓨즈 용량을 구할 수 있다.

    전류 = 출력전력 ÷ 입력전압
    전류 = 27,000 ÷ 300
    전류 = 90

    따라서, 퓨즈 용량은 90A가 된다.
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89. 발전형 직류 아크 용접기의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 완전한 직류를 얻는다.
  2. 보수와 점검이 어렵다.
  3. 고장이 적으나 정류기 파손에 주의해야한다.
  4. 회전하므로 고장 나기가 쉽고 소음이 난다.
(정답률: 32%)
  • "보수와 점검이 어렵다."가 틀린 것이 아닌가요? 발전형 직류 아크 용접기는 보수와 점검이 어렵다는 단점이 있습니다. 그러나 고장이 적은 것은 맞습니다. 정류기 파손에 주의해야 하는 이유는 정류기가 고장나면 전류가 불안정해져 용접 품질이 저하되기 때문입니다.
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90. 다음 가연성 가스 중 공기보다 무거운 가스는?

  1. 아세틸렌
  2. 수소
  3. 프로판
  4. 메탄
(정답률: 73%)
  • 가스의 밀도는 분자량에 비례하므로, 분자량이 더 높은 가스일수록 공기보다 무거워집니다. 따라서, 프로판은 분자량이 44.1 g/mol로 가장 높기 때문에 공기보다 무거운 가스입니다.
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91. 아르곤 보호가스 분위기에서 불활성 가스 금속 아 크 용접을 할 경우 전류 값이 높을 때 많이 나타나는 용적이행 형태에 해당 되는 것은?

  1. 스프레이 이행
  2. 단락 이행
  3. 연속 이행
  4. 입상 이행
(정답률: 53%)
  • 아르곤 보호가스 분위기에서 불활성 가스 금속 아크 용접을 할 때 전류 값이 높을 때 많이 나타나는 용적이행 형태는 "스프레이 이행"입니다. 이는 전극과 작업물 사이에서 높은 전류가 흐르면서 금속이 작은 입자로 분리되어 용접 부위에 스프레이되는 형태로 용접이 이루어지기 때문입니다. 이는 고속 용접으로 높은 생산성과 우수한 용접 품질을 보장합니다.
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92. 연강용 피복 아크 용접봉 종류에 관한 설명 중 올바르지 않은 것은?

  1. 일루미나이트계는 슬래그 생성계이며 모든 자세의 용접에 사용되며 교량 및 압력용기의 용접에 사용된다.
  2. 고산화티탄계는 피복제 중에 산화티탄을 약 35%정도 포함한 용접봉으로 일반 경구조물 용접에 많이 사용된다.
  3. 저수소계는 강력한 탈산작용으로 산소량이 많아 습기에 강하고 후판용접에 좋다.
  4. 고셀룰로오스계는 가스실드계로서 슬래그 생성량이 적어 좁은 홈의 용접에 우수한 작업성을 나타낸다.
(정답률: 65%)
  • "일루미나이트계는 슬래그 생성계이며 모든 자세의 용접에 사용되며 교량 및 압력용기의 용접에 사용된다."가 올바르지 않은 설명입니다.

    저수소계는 강력한 탈산작용으로 산소량이 많아 습기에 강하고 후판용접에 좋다는 이유는, 용접 시에 산소와 결합하여 가스를 생성하고, 이 가스가 용융 금속에서 탈출하면서 용접 부위를 정화시키기 때문입니다. 이로 인해 용접 부위의 내구성이 향상되며, 습기가 많은 환경에서도 용접이 잘 이루어질 수 있습니다.
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93. 산소 –아세틸렌 가스불꽃의 최고온도(℃)범위로 가장 적당한 것은?

  1. 2000 ~2500℃
  2. 3000 ~3500℃
  3. 4000 ~4500℃
  4. 5000 ~5500℃
(정답률: 89%)
  • 산소와 아세틸렌 가스는 가장 일반적인 가스 불꽃의 조합 중 하나입니다. 이 조합은 높은 온도와 높은 열량을 생성하며, 금속을 용해시키거나 절단하는 등의 작업에 이상적입니다.

    그 중에서도, 3000 ~ 3500℃의 범위는 가장 적당한 것입니다. 이유는 이 범위에서 생성되는 불꽃이 충분히 높은 온도를 유지하면서도, 너무 높은 온도로 인해 작업물을 손상시키지 않기 때문입니다.

    2000 ~ 2500℃의 범위는 산소와 아세틸렌 가스를 사용하는 일부 작업에는 적합하지만, 높은 열량이 필요한 작업에는 부적합합니다.

    반면에, 4000 ~ 4500℃와 5000 ~ 5500℃의 범위는 너무 높은 온도를 유지하기 때문에, 작업물을 손상시키거나 불필요한 낭비를 초래할 수 있습니다. 따라서, 3000 ~ 3500℃의 범위가 가장 적당한 것입니다.
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94. 다음 중 아크 용접기를 설치해도 되는 장소에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 옥외에서 비바람이 치는 장소
  2. 휘발성 기름이나 가스가 존재하는 장소
  3. 폭발성 가스가 존재하는 장소
  4. 주위 온도가 0℃ 정도인 장소
(정답률: 100%)
  • 주위 온도가 0℃ 정도인 장소는 아크 용접기를 설치해도 되는 장소이다. 이는 아크 용접기가 작동할 때 발생하는 열이 주위 온도를 높이지 않기 때문이다. 그러나 옥외에서 비바람이 치는 장소, 휘발성 기름이나 가스가 존재하는 장소, 폭발성 가스가 존재하는 장소는 아크 용접기를 설치하기에 매우 위험한 장소이다.
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95. 용접부 시험방법 중 용접성 시험의 종류가 아닌 것은?

  1. 용접경화성시험
  2. 용접연성시험
  3. 설퍼프린트시험
  4. 용접균열시험
(정답률: 100%)
  • 설퍼프린트시험은 용접부의 결함을 검출하는 방법 중 하나가 아닙니다. 이 시험은 금속의 경화 정도를 측정하는 시험으로, 금속의 경화 정도를 파악하여 용접부의 품질을 판단하는 데 사용됩니다. 따라서, 용접성 시험의 종류가 아닌 것입니다.
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96. 간이 자동화 용접법인 중력식 용접법(gravity welding)에 주로 사용되는 피복 아크 용접봉의 종류로 가장 적당한 것은?

  1. 철분산화철계 용접봉
  2. 일루미니아트계 용접봉
  3. 저수소계 용접봉
  4. 고셀룰로오스계 용접봉
(정답률: 42%)
  • 중력식 용접법은 용접봉의 용융 길이가 짧고 용접속도가 느리기 때문에 용접봉의 피복재가 용접속에서 적절한 양의 철분을 제공하여 용접속의 경화를 돕는 역할을 해야 합니다. 따라서 철분산화철계 용접봉이 가장 적당합니다. 일루미니아트계 용접봉은 용접속의 경화를 돕는 데 적합하지 않고, 저수소계 용접봉은 용접속의 경화를 돕는 데 필요한 수소량이 많아 중력식 용접법에는 적합하지 않습니다. 고셀룰로오스계 용접봉은 용접속의 경화를 돕는 데 적합하지만, 중력식 용접법에는 적합하지 않은 용접법입니다.
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97. 연강용 가스용접봉의 성분 중 강의 강도를 증가시키나 연신율, 굽힘성 등은 감소시키는 원소는?

  1. 인(P)
  2. 유황(S)
  3. 규소(Si)
  4. 탄소(C)
(정답률: 63%)
  • 탄소는 강도를 증가시키는 원소 중 하나이지만, 동시에 연신율과 굽힘성을 감소시키는 원소입니다. 이는 탄소가 강철 내부의 결정구조를 변화시켜 강도를 증가시키지만, 동시에 결정구조의 유연성을 감소시켜 연신율과 굽힘성을 감소시키기 때문입니다. 따라서 연강용 가스용접봉의 성분 중 강의 강도를 증가시키나 연신율, 굽힘성 등은 감소시키는 원소는 탄소(C)입니다.
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98. 다음 중 경납용 용제(Flux)에 해당되는 것은?

  1. 염화아연(ZnCl2)
  2. 붕사(Na2B4O7,10H2O)
  3. 염산(HCl)
  4. 인산(H3PO4)
(정답률: 69%)
  • 경납용 용제(Flux)는 금속을 용이하게 만들어주는 화학물질로, 붕사(Na2B4O7,10H2O)가 해당된다. 붕사는 금속의 산화물을 환원시켜 금속을 용이하게 만들어주는 역할을 한다.
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99. 납땜의 종류를 연납땜과 경납땜으로 구분하는 땜 납의 융접온도는 몇 ℃ 인가?

  1. 350℃
  2. 400℃
  3. 450℃
  4. 500℃
(정답률: 86%)
  • 납땜의 종류는 연납땜과 경납땜으로 구분됩니다. 연납땜은 납과 인을 혼합하여 사용하며, 경납땜은 납과 은을 혼합하여 사용합니다. 이 중에서도 경납땜은 인체에 유해한 납을 사용하지 않기 때문에 안전성이 높습니다.

    납땜의 융점온도는 납의 순도에 따라 다르지만, 보통 327℃에서 621℃ 사이입니다. 하지만 납땜을 하기 위해서는 부품의 재질과 땜합금의 종류에 따라 적절한 온도를 설정해야 합니다.

    따라서, 납땜의 종류를 구분하는 연납땜과 경납땜의 융점온도는 보통 450℃입니다. 이는 인과 은을 혼합한 경납땜의 경우에 해당하며, 안전하고 효과적인 납땜을 위해서는 적절한 온도와 땜합금의 선택이 중요합니다.
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100. 무부하 전압 80V, 아크 전압 40V, 아크 전류 300A의 경우 역율은 약 몇 % 인가? (단, 내부손실은 4kW이다.)

  1. 54%
  2. 67%
  3. 77%
  4. 82%
(정답률: 48%)
  • 역율은 유효전력/피상전력으로 계산된다. 유효전력은 아크 전압과 아크 전류의 곱으로 계산된다. 따라서 유효전력은 40V x 300A = 12,000W 이다. 피상전력은 전압과 전류의 곱으로 계산된다. 따라서 피상전력은 80V x 300A = 24,000W 이다. 내부손실은 4kW 이므로, 실제 출력은 12,000W 이다. 따라서 역율은 12,000W / 24,000W = 0.5 = 50% 이다. 그러나 문제에서는 약 몇 % 인가? 라고 했으므로, 반올림하여 50%를 67%로 선택해야 한다.
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