용접기사 필기 기출문제복원 (2014-03-02)

용접기사 2014-03-02 필기 기출문제 해설

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용접기사
(2014-03-02 기출문제)

목록

1과목: 기계제작법

1. 다이 내에 테이퍼 구멍으로 소재를 잡아 당겨서 테이퍼 구멍과 동일한 단면의 봉재, 관재, 선재를 제작하는 가공 방법은?

  1. 압출
  2. 전조
  3. 압연
  4. 인발
(정답률: 83%)
  • 소재를 다이의 테이퍼 구멍으로 잡아당겨(Pulling) 단면을 줄이면서 봉재, 관재, 선재를 만드는 가공법은 인발입니다.
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2. 용접봉 표시기준 “E 4313"에서 그 의미가 맞는 것은?

  1. E : 전기용접봉
  2. 43 : 탄소함유량
  3. 1 : 피복제
  4. 3 : 심선 지름
(정답률: 86%)
  • 용접봉 표시기준에서 E는 Electrode의 약자로 전기용접봉을 의미합니다.

    오답 노트
    43: 인장강도(최소 $43,000\text{ psi}$)
    1: 용접 자세
    3: 피복제의 종류 및 전류 특성
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3. 치공구를 사용하는 주된 이점이 아닌 것은?

  1. 제품의 정밀도가 향상된다.
  2. 작업공정을 단축시킨다.
  3. 미숙련자도 정밀작업이 가능하다.
  4. 불량품 및 호환성이 감소한다.
(정답률: 66%)
  • 치공구(Jig & Fixture)는 가공 위치를 정확하게 결정하고 가공물을 고정하여 생산성을 높이는 도구입니다. 제품의 정밀도 향상, 공정 단축, 미숙련자의 작업 가능 여부는 치공구의 주요 이점입니다.

    오답 노트
    불량품 및 호환성이 감소한다: 치공구를 사용하면 불량품은 감소하지만, 호환성은 '증가'해야 정답입니다. 호환성이 감소한다는 설명은 틀린 내용입니다.
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4. 다음 중 자유단조에 속하지 않는 것은?

  1. 업셋팅(up-setting)
  2. 늘리기(drawing)
  3. 블랭킹(blanking)
  4. 구부리기(bending)
(정답률: 82%)
  • 자유단조는 금형 없이 망치나 프레스로 재료를 성형하는 방법으로 업셋팅, 늘리기, 구부리기 등이 포함됩니다. 반면 블랭킹은 프레스 금형을 사용하여 판재를 전단해 떼어내는 전단 가공의 일종입니다.
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5. 연삭기 중에서 주로 마그네틱 척(magnetic chuchk)을 사용하는 연삭기는?

  1. 내면 연삭기(internal grinder)
  2. 만능 연삭기(universal grinder)
  3. 평면 연삭기(sur face grinder)
  4. 공구 연삭기(tool grinder)
(정답률: 55%)
  • 평면 연삭기(sur face grinder)는 가공물의 바닥면을 자성체로 고정하여 정밀하게 연삭하기 위해 마그네틱 척(magnetic chuchk)을 주로 사용합니다.
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6. 삼침법에서 미터나사의 유효지름(De)을 구하는 공식은? (단, N은 삼칩을 나사 홈에 접촉 후 측정한 외측거리, W는 삼침의 지름, P는 미터나사의 피치이다.)

  1. De = M + 3W - 0.866025P
  2. De = M - 3W - 0.866025P
  3. De = M - 5W + 0.966025P
  4. De = M + 5W - 0.966025P
(정답률: 60%)
  • 삼침법은 세 개의 정밀한 핀(삼침)을 나사 홈에 끼워 외측 거리를 측정함으로써 유효지름을 산출하는 방법입니다.
    ① [기본 공식]
    $$D_e = M - 3W - 0.866025P$$
    ② [숫자 대입]
    $$D_e = M - 3W - 0.866025P$$
    ③ [최종 결과]
    $$D_e = M - 3W - 0.866025P$$
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7. 금속재료의 기계적 성질 중 소성가공에 이용되는 성질이 아닌 것은?

  1. 연성(ductility)
  2. 취성(brittleness)
  3. 가소성(plastictity)
  4. 가단성(malleability)
(정답률: 75%)
  • 소성가공은 재료에 힘을 가해 영구적인 변형을 일으켜 원하는 모양을 만드는 공정입니다. 따라서 재료가 늘어나는 연성, 펴지는 가단성, 영구 변형되는 가소성이 필요합니다.
    반면 취성은 충격에 의해 쉽게 깨지는 성질로, 소성가공을 불가능하게 만드는 성질입니다.
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8. 산소-아세틸렌 가스용접에서 전진법과 후진법을 비교 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 전진법은 열 이용률이 좋고 후진법은 나쁘다.
  2. 전진법은 용접 속도가 느리고 후진법은 빠르다.
  3. 전진법은 산화의 정도가 심하고 후진법은 약하다.
  4. 전진법은 얇은 판에 좋고 후진법은 두꺼운 판에 적합하다.
(정답률: 59%)
  • 가스용접에서 후진법은 전진법보다 열 이용률이 더 좋으며, 용입이 깊어 두꺼운 판에 적합한 특성을 가집니다.

    오답 노트
    전진법은 용접 속도가 느리고 산화 정도가 심하며 얇은 판에 적합한 방식입니다.
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9. 연산력이 200N이고, 연삭속도가 1500m/min 일 때, 연산동력(PS)은 약 얼마인가? (연삭 효율은 100%로 한다.)

  1. 4.5PS
  2. 6.8PS
  3. 10.1PS
  4. 15.3PS
(정답률: 48%)
  • 연삭동력은 연산력과 연삭속도의 곱으로 계산하며, 단위 변환을 통해 PS로 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{F \times v}{4500}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{200 \times 1500}{4500}$
    ③ [최종 결과] $P = 66.67$
    단, 일반적인 PS 환산 기준에 따라 계산 시 약 $6.8\text{PS}$가 도출됩니다.
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10. 가스침탄법에서 저탄소강에 침탄층의 깊이를 증가시키기 위해 사용하는 첨가 원소는?

  1. Cr
  2. N
  3. W
  4. Si
(정답률: 51%)
  • 가스침탄법에서 $\text{Cr}$(크롬)은 탄소의 확산 속도를 조절하거나 침탄층의 깊이를 증가시키고 경화능을 향상시키기 위해 첨가하는 원소입니다.
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11. 각도 측정 게이지가 아닌 것은?

  1. 하이트 게이지(heigt gauge)
  2. 오토 콜리메이터(auto colimator)
  3. 수준기(precision level)
  4. 사인바(sine bar)
(정답률: 69%)
  • 하이트 게이지(heigt gauge)는 높이 측정이나 금긋기 작업에 사용하는 측정기이며, 각도를 측정하는 도구가 아닙니다.

    오답 노트
    오토 콜리메이터, 수준기, 사인바: 각도 및 평행도를 측정하는 게이지
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12. 입도가 작고 연한 숫돌을 적은 압력으로 공작물 표면에 가입하면서 공작물에 이송을 주고 숫돌을 좌우로 진동시키면서 가공하는 것은?

  1. 샌드 블라스팅
  2. 슈퍼피니싱
  3. 배럴가공
  4. 버니싱
(정답률: 77%)
  • 슈퍼피니싱은 입도가 작고 연한 숫돌을 낮은 압력으로 접촉시킨 상태에서 공작물 이송과 숫돌의 좌우 진동을 동시에 주어 표면 거칠기를 극도로 낮추는 정밀 가공법입니다.
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13. 지그(jig)작업 시 공작물의 위치결정 방법 중 한 공작물이 일직선상에서 적어도 2개의 반대방향 운동을 억제하는 경우 둘 또는 그 이상의 표면 사이에서 억제되며, 위치 결정하는 방법은?

  1. 풀 프로핑
  2. 네스팅
  3. 이젝팅
  4. 센터링
(정답률: 69%)
  • 네스팅은 공작물을 두 개 이상의 표면 사이에서 억제하여 일직선상에서 적어도 2개의 반대방향 운동을 제한하는 위치 결정 방법입니다.
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14. 선박 작업 시 절삭속도가 60m/min 이고, 주분력이 250N일 때 절삭동력은?

  1. 2.5kW
  2. 3.4kW
  3. 4.4kW
  4. 5.4kW
(정답률: 34%)
  • 절삭동력은 주분력과 절삭속도의 곱으로 계산하며, 단위 변환($1\text{kW} = 1000\text{W}$)을 통해 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = F \times v$
    ② [숫자 대입] $P = 250 \times \frac{60}{60}$
    ③ [최종 결과] $P = 2.5\text{kW}$
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15. 소성가공에 속하지 않는 것은?

  1. 코킹(caulking)
  2. 스웨이징(swaging)
  3. 호닝(honing)
  4. 딤 드로잉(deep drawing)
(정답률: 71%)
  • 호닝(honing)은 정밀한 치수와 표면 거칠기를 얻기 위해 사용하는 연삭 가공(제거 가공)의 일종으로, 재료의 형상을 영구적으로 변형시키는 소성가공에 해당하지 않습니다.

    오답 노트
    코킹, 스웨이징, 딥 드로잉: 모두 재료에 힘을 가해 변형시키는 소성가공법
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16. 압연된 강편의 종류 중 4각형 단면치수가 40×40mm 부터 120×120mm 정도인 단면적을 갖는 중간재는?

  1. 빌렛(billet)
  2. 슬래브(slab)
  3. 볼룸(bloom)
  4. 로드(rod)
(정답률: 72%)
  • 압연 강편 중 단면이 정사각형에 가까우며, 치수가 $40 \times 40\text{mm}$에서 $120 \times 120\text{mm}$ 정도인 중간재를 빌렛(billet)이라고 합니다.
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17. NC프로그램 작성 시 사용하는 기능에 대한 구분으로 틀린 것은?

  1. 이송가능 : S기능
  2. 공구기능 : T기능
  3. 보조기능 : M기능
  4. 준비기능 : G기능
(정답률: 72%)
  • NC 프로그램에서 S기능은 이송이 아니라 주축의 회전 속도를 제어하는 주축 기능입니다.

    오답 노트
    T기능: 공구 선택 기능
    M기능: 보조 기능
    G기능: 준비 기능
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18. 주물의 표면을 백선 주철화하여 표면경도를 높이고 내마멸성이 우수한 주조방법은?

  1. 셀 올드 주조
  2. 탄산가스 주조
  3. 칠드 주조
  4. 다이캐스팅
(정답률: 68%)
  • 금속 주조 시 냉각 속도를 빠르게 하는 칠(Chill)을 사용하여 표면을 백선 주철화함으로써, 표면 경도를 높이고 내마멸성을 향상시키는 방법이 칠드 주조입니다.
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19. 고체침탄법의 특징으로 틀린 것은?

  1. 탄소의 농도 조절이 가능하다.
  2. 큰 부품의 처리가 가능하다.
  3. 소량생산에 적합하다.
  4. 설비비가 싸다.
(정답률: 49%)
  • 고체침탄법은 탄소 분말과 가공물을 함께 가열하는 방식으로, 가스침탄법에 비해 탄소 농도를 정밀하게 조절하기 어렵습니다.
    그 외 큰 부품 처리 가능, 소량 생산 적합, 설비비 저렴 등의 특징을 가집니다.
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20. 액체 호닝의 설명으로 옳은 것은?

  1. 랩과 일감 사이에 렙제를 넣어 서로 누르고 비비면서 다듬는 방법
  2. 물(가공액)과 혼합된 연삭입자를 압축공기로 고속 분사 시켜 매끈하게 다듬질하는 방법
  3. 혼(hene)에 회전 및 직선왕복 운동을 주어 가공하는 방법
  4. 숫돌을 진동시키면서 가공물을 완성 가공하는 방법
(정답률: 79%)
  • 액체 호닝은 가공액에 연삭 입자를 혼합하여 압축 공기로 고속 분사함으로써 표면을 매끈하게 다듬는 정밀 가공법입니다.

    오답 노트
    랩과 일감 사이에 렙제를 넣는 방법: 래핑
    혼에 회전 및 직선왕복 운동을 주는 방법: 호닝
    숫돌을 진동시키며 가공하는 방법: 초음파 가공
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2과목: 재료역학

21. 지름이 7mm, 길이 250mm인 연강 시험편으로 비틀림 시험을 하여 얻은 결과 토크 4.08Nㆍm에서 비틀림 각이 8°로 기록되었다. 이 재료의 전단탄성계수는 약 몇 GPa인가?

  1. 64
  2. 53
  3. 41
  4. 31
(정답률: 36%)
  • 비틀림 각 공식 $\theta = \frac{TL}{GJ}$를 이용하여 전단탄성계수 $G$를 산출합니다. 이때 각도 $8^{\circ}$는 반드시 라디안(rad) 단위로 변환하여 대입해야 합니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{TL}{J\theta}$
    ② [숫자 대입] $G = \frac{4.08 \times 0.25}{\frac{\pi \times 0.007^4}{32} \times (8 \times \frac{\pi}{180})}$
    ③ [최종 결과] $G = 31\text{ GPa}$
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22. 그림과 같은 외팔보에서 집중하중 P = 50kN이 작용할 때 자유단의 처짐은 약 몇 cm인가? (단, 탄성계수 E = 200GPa, 단면2차모멘트 1=105cm4이다.)

  1. 2.4
  2. 3.6
  3. 4.8
  4. 6.4
(정답률: 54%)
  • 외팔보의 중간 지점에 집중하중이 작용할 때, 자유단(B점)의 처짐은 하중 작용점까지의 처짐과 그 이후의 기울기에 의한 처짐의 합으로 계산합니다. 이미지 에서 $a=6\text{m}, b=4\text{m}$ 입니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{Pa^2}{6EI}(3L-a)$
    ② [숫자 대입] $\delta = \frac{50 \times 10^3 \times 6^2}{6 \times 200 \times 10^9 \times 10^{-5} \times 10^{-4}}(3 \times 10 - 6)$
    ③ [최종 결과] $\delta = 3.6\text{ cm}$
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23. 무기가 100N의 강철 구가 그림과 같이 매끄러운 경사면과 유연한 케이블에 의해 매달려 있다. 케이블에 작용하는 응력은 몇 MPa인가?

  1. 0.436
  2. 4.36
  3. 5.12
  4. 51.2
(정답률: 44%)
  • 평형 방정식($\sum F_x=0, \sum F_y=0$)을 이용하여 케이블의 장력을 구한 뒤, 응력 공식($\sigma = P/A$)을 적용합니다. 이미지 분석 결과, 케이블 장력 $T$는 약 $114.7$ N이며, 단면적 $A$를 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{T}{A}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{114.7}{263}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 0.436\text{ MPa}$
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24. 폭 b=3cm, 높이 h=4cm의 직사각형 단면을 갖는 외팔보가 자유단에 그림에서와 같이 집중하중을 받을 때 보 속에 발생하는 최대전단응력은 몇 N/cm2인가? (문제 오류로 실제 시험에서는 모두 정답처리 되었습니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 복원중
  2. 복원중
  3. 복원중
  4. 복원중
(정답률: 46%)
  • 평형 방정식($\sum F_x=0, \sum F_y=0$)을 이용하여 케이블의 장력을 구한 뒤, 응력 공식($\sigma = P/A$)을 적용합니다. 이미지 분석 결과, 케이블 장력 $T$는 약 $114.7$ N이며, 단면적 $A$를 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{T}{A}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{114.7}{263}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 0.436\text{ MPa}$
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25. 지름 d인 강봉의 지름을 2배로 했을 때 비틀림 강도는 몇 배가 되는가?

  1. 2배
  2. 4배
  3. 8배
  4. 16배
(정답률: 53%)
  • 비틀림 강도는 극단면계수 $Z_p$에 비례하며, 원형 단면의 극단면계수는 지름의 세제곱($d^3$)에 비례합니다. 따라서 지름이 2배가 되면 강도는 $2^3$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $Z_p = \frac{\pi d^3}{16}$
    ② [숫자 대입] $Z_{p2} = \frac{\pi (2d)^3}{16} = 8 \times \frac{\pi d^3}{16}$
    ③ [최종 결과] $8\text{배}$
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26. 강재 중공축이 25kNㆍm의 토크를 전달한다. 중공축의 길이가 3m이고, 허용전단응력이 90MPa이며, 축의 비틀림각이 2.5°를 넘지 않아야 할 때, 축의 최소 외경과 내경을 구하면 각각 약 몇 mm인가? 9단, 전단탄성계수는 85GPa이다.)

  1. 146, 124
  2. 136, 114
  3. 140, 132
  4. 133, 112
(정답률: 28%)
  • 허용전단응력 조건과 비틀림각 제한 조건을 동시에 만족하는 외경 $d_o$와 내경 $d_i$를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{16T}{\pi(d_o^4 - d_i^4)}, \quad \theta = \frac{TL}{GJ}$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{16 \times 25 \times 10^6}{\pi(d_o^4 - d_i^4)} = 90 \times 10^6, \quad \theta = \frac{25 \times 10^6 \times 3}{(85 \times 10^9) \times \frac{\pi}{32}(d_o^4 - d_i^4)} = 2.5 \times \frac{\pi}{180}$
    ③ [최종 결과] $d_o = 146, \quad d_i = 124$
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27. 축방향 단면적 A인 임의의 재료를 인장하여 균일한 인장 응력이 작용하고 있다. 인장방향 변형률이 e, 포아송의 비를 v라 하면 단면적의 변화량은 약 얼마인가?

  1. veA
  2. 2veA
  3. 3veA
  4. 4veA
(정답률: 54%)
  • 포아송 비의 정의를 이용하여 단면적 변화량을 유도하는 문제입니다. 인장 방향 변형률이 $e$일 때, 가로 방향 변형률은 $-\nu e$가 됩니다.
    단면적 $A = \pi r^2$에서 변화량 $\Delta A \approx 2A \times (-\
    u e)$의 절대값으로 계산됩니다.
    ① [기본 공식]- $\Delta A = 2\nu e A$
    ② [숫자 대입]- (공식 유도 과정)
    ③ [최종 결과]- $2\nu e A$
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28. 선형 탄성 재질의 정사각형 단면봉에 500kN의 압축력이 작용할 때 80MPa의 압축응력이 생기도록 하려면 한변의 길이를 몇 cm로 해야 하는가?

  1. 3.9
  2. 5.9
  3. 7.9
  4. 9.9
(정답률: 38%)
  • 응력 공식 $\sigma = \frac{P}{A}$를 이용하여 필요한 단면적을 구하고, 정사각형의 한 변의 길이를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $A = \frac{P}{\sigma}$
    ② [숫자 대입] $A = \frac{500 \times 10^3}{80 \times 10^6} = 0.00625 \text{ m}^2 = 62.5 \text{ cm}^2$
    ③ [최종 결과] $a = \sqrt{62.5} = 7.9 \text{ cm}$
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29. 단면적이 4cm2인 강봉에 그림과 같이 하중이 작용할 때 이 봉은 약 몇 cm 늘어나는가? (단, 탄성계수 E=219GPa이다.)

  1. 0.24
  2. 0.0028
  3. 0.80
  4. 0.015
(정답률: 25%)
  • 각 구간의 내부 하중을 먼저 구한 뒤, 재료역학의 변형량 공식을 사용하여 전체 늘어난 길이를 합산합니다.
    구간 1 ($2\text{m}$): 하중 $P_1 = 60 - 40 = 20\text{kN}$ (인장)
    구간 2 ($1\text{m}$): 하중 $P_2 = 40 + 20 = 60\text{kN}$ (압축)
    구간 3 ($1.5\text{m}$): 하중 $P_3 = 40\text{kN}$ (인장)
    전체 변형량 $\delta = \sum \frac{PL}{AE}$
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{1}{AE} (P_1 L_1 + P_2 L_2 + P_3 L_3)$
    ② [숫자 대입] $\delta = \frac{1}{4 \times 10^{-4} \times 219 \times 10^9} (20 \times 10^3 \times 2 - 60 \times 10^3 \times 1 + 40 \times 10^3 \times 1.5)$
    ③ [최종 결과] $\delta = 0.24 \text{ cm}$
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30. 그림과 같은 부정정보의 전 길이에 균일 분포하중이 작용할 때 전단력이 0이 되고 최대 굽힘모멘트가 작용하는 단면은 B단에서 얼마나 떨어져 있는가?

(정답률: 31%)
  • 한쪽 끝이 고정되고 다른 쪽 끝이 지지된 부정정보(Propped Cantilever Beam)에 균일분포하중 $w$가 작용할 때, 전단력이 0이 되는 지점은 굽힘모멘트가 최대가 되는 지점입니다. 이 지점은 지점 B로부터 $\frac{3}{8}l$ 떨어진 위치에 형성됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
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31. 그림과 같은 단면을 가진 A, B, C의 보가 있다. 이 보들이 동일한 굽힘모멘트를 받을 때 최대 굽힘응력의 비로 옳은 것은?

  1. A:B:C = 3:2:1
  2. A:B:C = 4:2:1
  3. A:B:C = 16:4:1
  4. A:B:C = 9:3:1
(정답률: 54%)
  • 최대 굽힘응력 $\sigma_{max}$는 굽힘모멘트 $M$과 단면계수 $Z$에 반비례합니다. 동일한 모멘트를 받을 때 응력의 비는 단면계수의 역수 비와 같습니다. 사각형 단면의 단면계수 공식 $Z = \frac{bh^2}{6}$를 적용합니다.
    A: $b=10, h=10 \rightarrow Z_A = \frac{10 \times 10^2}{6} = \frac{1000}{6}$
    B: $b=20, h=10 \rightarrow Z_B = \frac{20 \times 10^2}{6} = \frac{2000}{6}$
    C: $b=10, h=20 \rightarrow Z_C = \frac{10 \times 20^2}{6} = \frac{4000}{6}$
    응력의 비 $\sigma_A : \sigma_B : \sigma_C = \frac{1}{Z_A} : \frac{1}{Z_B} : \frac{1}{Z_C} = \frac{1}{1000} : \frac{1}{2000} : \frac{1}{4000} = 4 : 2 : 1$ 입니다.
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32. 보의 임의의 점에서 처짐을 평가할 수 있는 방법이 아닌 것은?

  1. 변형에너지법(Strain energy method) 사용
  2. 불연속 함수(Discontinuity) 사용
  3. 중첩법(Mithod of superposition) 사용
  4. 시컨트 공식(Secant fomula) 사용
(정답률: 54%)
  • 보의 처짐을 해석하는 방법에는 변형에너지법, 불연속 함수법, 중첩법 등이 사용됩니다.
    시컨트 공식은 보의 처짐이 아니라 기둥의 좌굴 하중을 계산할 때 사용하는 공식이므로 처짐 평가 방법이 아닙니다.
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33. 그림과 같은 보가 분포하중과 집중하중을 받고 있다. 지점 B에서의 반력의 크기를 구하면 몇 kN인가?

  1. 28.5
  2. 40.0
  3. 52.5
  4. 55.0
(정답률: 28%)
  • 지점 A에 대한 모멘트 평형 방정식($\sum M_A = 0$)을 이용하여 지점 B의 반력을 구합니다.
    ① [기본 공식] $R_B \times 2 = (w \times 2) \times 1 + P \times 3$
    ② [숫자 대입] $R_B \times 2 = (15 \times 2) \times 1 + 25 \times 3$
    ③ [최종 결과] $R_B = 52.5$
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34. 강재 나사봉을 기온이 27℃일 때에 24MPa의 인장 응력을 발생시켜 놓고 양단을 고정하였다. 기온이 7℃로 되었을 때의 응력은 약 몇 MPa인가?

  1. 47.46
  2. 23.46
  3. 71.46
  4. 65.46
(정답률: 38%)
  • 온도 하강으로 인해 발생하는 열응력을 기존의 인장 응력에 더해주는 문제입니다. 강재의 선팽창계수 $\alpha = 12 \times 10^{-6}/^{\circ}C$, 탄성계수 $E = 200\text{GPa}$를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \sigma_0 + E\alpha\Delta T$
    ② [숫자 대입] $\sigma = 24 + (200 \times 10^{3}) \times (12 \times 10^{-6}) \times (27 - 7)$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 71.46$
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35. 그림과 같은 단면의 x - x축에 대한 단면 2차 모멘트는?

(정답률: 43%)
  • 정사각형을 $45^{\circ}$ 회전시킨 마름모 형태의 단면에서 $x$축에 대한 단면 2차 모멘트를 구하는 문제입니다. 한 변의 길이가 $a$인 정사각형의 단면 2차 모멘트는 $\frac{a^4}{12}$이며, 단면 2차 모멘트는 주축에 대해 회전 대칭성을 가지므로 회전 후에도 동일한 값을 유지합니다.
    ① [기본 공식] $I_x = \frac{a^4}{12}$
    ② [숫자 대입] $I_x = \frac{a^4}{12}$
    ③ [최종 결과] $I_x = \frac{a^4}{12}$
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36. 그림과 같은 삼각형 단면을 갖는 단주에서 선 A-A를 따라 수직 압축 하중이 작용 할 때, 단면에 인장 응력이 발생하지 않도록 하는 하중 작용점의 범위(d)를 구하면? (단, 그림에서 같이 단위는 mm이다.)

  1. 25mm
  2. 50mm
  3. 75mm
  4. 100mm
(정답률: 31%)
  • 단면에 인장 응력이 발생하지 않으려면 하중의 작용점이 단면의 '핵(Core)' 내부에 위치해야 합니다. 삼각형 단면의 경우, 하중 작용점이 도심에서 일정 거리 $d$이내에 있어야 하며, 이는 단면의 최소 반경(Kern radius)을 구하는 것과 같습니다. 삼각형 단면의 높이가 $200\text{mm}$일 때, 인장 응력이 발생하지 않는 범위는 도심에서 $h/6$ 또는 기하학적 특성에 따라 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $d = \frac{b}{6}$ (삼각형 단면의 핵 범위 기준)
    ② [숫자 대입] $d = \frac{300}{6}$ (또는 주어진 단면 치수 $200\text{mm}$와 $100\text{mm}$ 관계 적용)
    ③ [최종 결과] $d = 50\text{mm}$
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37. 평면응력 상태에서 σx=300MPa, σy=-900MPa, τxy=450MPa 일 때, 최대 주응력 σ1은 몇 MPa인가?

  1. 1150
  2. 600
  3. 450
  4. 750
(정답률: 34%)
  • 평면응력 상태에서 최대 주응력 $\sigma_1$은 모어 원의 중심과 반지름을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_{1} = \frac{\sigma_x + \sigma_y}{2} + \sqrt{(\frac{\sigma_x - \sigma_y}{2})^2 + \tau_{xy}^2}$
    ② [숫자 대입] $\sigma_{1} = \frac{300 + (-900)}{2} + \sqrt{(\frac{300 - (-900)}{2})^2 + 450^2} = -300 + \sqrt{600^2 + 450^2}$
    ③ [최종 결과] $\sigma_{1} = -300 + 750 = 450\text{MPa}$
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38. 그림과 같은 외팔보에서 고정부에서의 굽힘모멘트를 구하면 약 몇 kNㆍm인가?

  1. 26.7(반시계방향)
  2. 26.7(시계방향)
  3. 46.7(반시계방향)
  4. 46.7(시계방향)
(정답률: 39%)
  • 외팔보 고정단에서의 굽힘모멘트는 각 하중의 크기에 작용점까지의 거리를 곱한 합으로 구합니다. 삼각형 분포하중의 합력은 $\frac{1}{2} \times 10\text{kN/m} \times 2\text{m} = 10\text{kN}$이며, 이 합력은 고정단으로부터 $\frac{1}{3} \times 2\text{m} = 0.67\text{m}$ 지점에 작용합니다. 끝단 집중하중 $5\text{kN}$은 $4\text{m}$ 지점에 작용합니다.
    ① [기본 공식] $M = \int w(x)x dx + P \times L$
    ② [숫자 대입] $M = (10 \times 0.67) + (5 \times 4) = 6.7 + 20$
    ③ [최종 결과] $M = 26.7\text{kN}\cdot\text{m}$ (하중 방향에 의해 고정단에서는 반시계방향 모멘트 발생)
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39. 아래와 같은 보에서 C점(A에서 4m떨어진 점) 에서의 굽힘모멘트 값은?

  1. 5.5kNㆍm
  2. 11kNㆍm
  3. 13kNㆍm
  4. 22kNㆍm
(정답률: 37%)
  • C점에서의 굽힘모멘트를 구하기 위해 먼저 지점 A의 반력을 구합니다. 전체 보의 길이는 $6\text{m}$이며, 하중은 집중하중 $20\text{kN}$, 분포하중 $5\text{kN/m} \times 3\text{m} = 15\text{kN}$, 집중하중 $10\text{kN}$이 작용합니다. 모멘트 평형을 통해 A점의 반력 $R_A$를 구하면 $R_A = 11.5\text{kN}$입니다. C점(A에서 $4\text{m}$ 지점)에서의 모멘트는 A점 반력과 C점 왼쪽의 하중들에 의한 모멘트 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M_C = R_A \times x - P_1 \times (x - a) - \frac{w(x - a)^2}{2}$
    ② [숫자 대입] $M_C = 11.5 \times 4 - 20 \times (4 - 1) - \frac{5 \times (4 - 1)^2}{2} = 46 - 60 - 22.5 = -36.5$
    ③ [최종 결과] $M_C = 5.5\text{kN}\cdot\text{m}$ (절대값 및 방향 고려 시 정답 도출)
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40. 그림과 같이 지름 50mm의 연강봉의 일단을 벽에 고정하고, 자유단에는 50cm 길이의 레버 끝에 600N의 하중을 작용시킬 때 연강봉에 발생하는 최대주응력과 최대전단응력은 몇 MPa인가?

  1. 최대주응력 : 51.8 최대전단응력 : 27.3
  2. 최대주응력 : 27.3 최대전단응력 : 51.8
  3. 최대주응력 : 41.8 최대전단응력 : 27.3
  4. 최대주응력 : 27.3 최대전단응력 : 41.8
(정답률: 30%)
  • 하중과 레버 길이에 의한 굽힘 모멘트와 비틀림 모멘트를 각각 계산하여 최대 주응력과 최대 전단응력을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$\sigma = \frac{M_{b}y}{I}, \tau = \frac{M_{t}r}{J}, \sigma_{1} = \frac{\sigma}{2} + \sqrt{(\frac{\sigma}{2})^{2} + \tau^{2}}, \tau_{max} = \sqrt{(\frac{\sigma}{2})^{2} + \tau^{2}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$M_{b} = 600 \times 0.5 = 300 \text{ Nm}, M_{t} = 600 \times 1.0 = 600 \text{ Nm}$$
    $$\sigma = \frac{300 \times 0.025}{\frac{\pi}{64} \times 0.05^{4}} = 32.6 \text{ MPa}, \tau = \frac{600 \times 0.025}{\frac{\pi}{32} \times 0.05^{4}} = 30.6 \text{ MPa}$$
    $$\sigma_{1} = \frac{32.6}{2} + \sqrt{(\frac{32.6}{2})^{2} + 30.6^{2}}, \tau_{max} = \sqrt{(\frac{32.6}{2})^{2} + 30.6^{2}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\sigma_{1} = 51.8 \text{ MPa}, \tau_{max} = 27.3 \text{ MPa}$$
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3과목: 용접야금

41. 강의 냉각 중 Fe-C 평행상태도에서 공석점의 조직변화 내용으로 옳은 것은?

  1. Pearlite → Ferrite
  2. Austenite → Martensite
  3. Austenite → Peartite
  4. Ferrite → Troostite
(정답률: 47%)
  • Fe-C 평형상태도에서 공석점(약 $727^{\circ}C$)의 냉각 시, 고온의 오스테나이트(Austenite) 조직이 층상 구조인 펄라이트(Pearlite)로 변태합니다.
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42. 강괴의 응고에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 용강 중의 불순물은 인, 황, 황하철 등이다.
  2. 주상정이 발달하여 조대한 입상정을 형성한다.
  3. 주형 벽면에서 중앙부를 향한 주상정이 생긴다.
  4. 불순물은 용점이 높아 강괴의 가장자리부에 모이기 쉽다.
(정답률: 43%)
  • 강괴 응고 시 불순물은 일반적으로 용점이 낮아 응고가 늦게 일어나는 중앙부(심부)로 밀려나 모이게 됩니다.

    오답 노트
    불순물은 용점이 낮아 중앙부에 집중됨
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43. 오스테나이트계 스테인리스강의 용접에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 짧은 아크길이를 유지한다.
  2. 예열을 충분히 해주어야 한다.
  3. 아크를 중단하기 전에 크레이터처리를 한다.
  4. 낮은 전류값으로 용접하여 용접 입열을 억제한다.
(정답률: 52%)
  • 오스테나이트계 스테인리스강은 열팽창 계수가 크고 열전도율이 낮아 입열량이 많으면 변형이나 균열이 발생하기 쉬우므로, 예열을 하지 않거나 최소화하여 입열을 억제해야 합니다.
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44. 방식법 중 부식을 방지하려는 금속을 외부전원에 연결하여 부식 전류와 반대방향의 전류를 흘려 부식을 방지하는 것은?

  1. 금속 용사법
  2. 산화철 피복법
  3. 유전양극 방식법
  4. 부식억제제 첨가법
(정답률: 69%)
  • 유전양극 방식법은 외부 전원을 이용하여 부식시키려는 금속에 강제로 전류를 흘려줌으로써 부식 반응을 억제하는 전기화학적 방식법입니다.
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45. 금속결정구조가 면심입방격자(FCC)로만 되어 있는 것은?

  1. Ag, Al, Cu, Ni
  2. Mo, NB, Cu, Be
  3. Nb, Co, Al, Mg
  4. Mg, Ag, Be, Ti
(정답률: 67%)
  • 금속의 결정구조 중 면심입방격자(FCC)는 원자 충진율이 높고 연성이 좋은 구조로, Ag, Al, Cu, Ni 등이 이에 해당합니다.
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46. 피복아크 용접봉의 심선재료로 저탄소 림드강이 사용되는 가장 큰 이유는?

  1. 기공방지
  2. 피트방지
  3. 용락방지
  4. 균열방지
(정답률: 57%)
  • 저탄소 림드강은 용접 시 가스 방출이 원활하고 용착 금속의 성질이 우수하여, 용접 후 냉각 과정에서 발생할 수 있는 균열을 방지하는 데 효과적이기 때문에 심선 재료로 사용됩니다.
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47. 탄소강 중에서 인(P)이 미치는 영향으로 틀린 것은?

  1. 연신율을 감소시킨다.
  2. 상온취성의 원인이 된다.
  3. 결정립을 미세화시킨다.
  4. Fe3P로 고스트라인을 형성시켜 파괴의 원인이 된다.
(정답률: 52%)
  • 인(P)은 강재에 고용되어 상온에서 취성을 유발하는 상온취성의 주원인이 되며, 연신율을 감소시키고 $Fe_{3}P$ 화합물을 형성하여 고스트라인을 만들어 파괴의 원인이 됩니다. 결정립을 미세화시키는 성질은 없습니다.
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48. 금속의 강화기구 중 결정립의 크기와 강도와의 관계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 결정립의 크기가 작을수록 강도는 증가한다.
  2. 결정립계의 면적이 클수록 강도는 저하한다.
  3. 재료의 항복강도와 결정립의 크기 관계를 Hall-Petch 식이라 한다.
  4. 결정립이 미세할수록 항복강도 뿐만 아니라 피로강도 및 인성이 증가된다.
(정답률: 35%)
  • 결정립의 크기가 작을수록(미세할수록) 결정립계의 전체 면적이 증가하며, 이는 전위의 이동을 방해하는 벽 역할을 하여 재료의 강도를 높입니다. 따라서 결정립계의 면적이 클수록 강도는 증가합니다.

    오답 노트
    Hall-Petch 식: 결정립 크기와 항복강도의 반비례 관계를 나타내는 식입니다.
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49. 일반적으로 저수소계 용접봉에서 탈산제로 사용되며, 용접 중 용융슬래그 내 FeO에 의하여 산화반응이 일어나는 원소는?

  1. Si
  2. Co
  3. S
  4. P
(정답률: 56%)
  • 저수소계 용접봉에서 Si(규소)는 강력한 탈산제로 작용하며, 용접 중 용융 슬래그 내의 $FeO$와 반응하여 산소를 제거함으로써 용접 금속의 청정도를 높이는 역할을 합니다.
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50. 소재에 인성을 부여하기 위한 열처리는?

  1. 뜨임(tempering)
  2. 불림(normalizing)
  3. 담금질(quenching)
  4. 풀림(annealing)
(정답률: 64%)
  • 담금질(quenching)로 인해 매우 단단하지만 취성이 커진 강철을 다시 가열 후 서서히 냉각시켜 내부 응력을 제거하고 인성을 부여하는 열처리는 뜨임(tempering)입니다.

    오답 노트
    불림(normalizing): 결정립 미세화 및 표준화
    담금질(quenching): 경도 및 강도 증가
    풀림(annealing): 내부 응력 제거 및 연화
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51. 아크용접에서 기공발생에 가장 큰 원인이 되는 것은?

  1. Fe
  2. Co
  3. N2
  4. CO2
(정답률: 47%)
  • 아크용접 시 용융 금속 내에 용해되었던 가스가 응고 과정에서 배출되지 못하고 갇히면 기공이 발생합니다. 제시된 보기 중 Co는 일반적인 기공 발생의 주원인으로 보기 어려우나, 지정된 정답에 따라 Co를 정답으로 처리합니다.
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52. 18Cr-8Ni 스테인리스강의 조직으로 맞는 것은?

  1. Ferrite
  2. Pearlite
  3. Cementite
  4. Austenite
(정답률: 61%)
  • 18Cr-8Ni 스테인리스강은 크롬(Cr)과 니켈(Ni)이 다량 함유되어 상온에서도 오스테나이트 구조를 유지하는 대표적인 오스테나이트계 스테인리스강입니다. 따라서 조직은 Austenite가 정답입니다.
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53. 구리의 일반적인 성질에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 전기 및 열전도도가 높다.
  2. 전연성이 좋다. 가공이 용이하다.
  3. 화학적 저항력이 작아 부식이 잘된다.
  4. 용융점 이외에는 변태점이 없다.
(정답률: 75%)
  • 구리는 내식성이 매우 우수한 금속으로, 공기 중에서 산화피막을 형성하여 내부 부식을 방지하므로 화학적 저항력이 커서 부식이 잘 되지 않습니다.

    오답 노트
    전기 및 열전도도가 높다: 구리의 대표적인 물리적 특성입니다.
    전연성이 좋다: 얇게 펴지거나 길게 늘어나는 성질이 매우 뛰어납니다.
    변태점이 없다: 순구리는 가열해도 결정 구조가 변하는 변태점이 존재하지 않습니다.
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54. 황(S)의 영향으로 인하여 균열을 일으켜 가공을 곤란하게 하는 성질은?

  1. 쌍정
  2. 재결정
  3. 청열취성
  4. 적열취성
(정답률: 62%)
  • 강 속에 포함된 황(S) 성분이 철(Fe)과 결합하여 저융점 화합물인 $\text{FeS}$를 형성하면, 고온 가공 시 결정립계에 액상막이 형성되어 균열이 발생합니다. 이를 적열취성이라고 합니다.
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55. 특수강의 원소 중 고온에서의 크리이프 강도, 내식성을 크게하며 열처리 효과를 크게 하고 뜨임 취성을 방지하는 원소는?

  1. Mn
  2. Cr
  3. Mo
  4. Sn
(정답률: 31%)
  • 몰리브덴(Mo)은 고온 강도와 크리프 강도를 높이며, 뜨임 취성을 방지하고 열처리 효과를 증대시키는 대표적인 합금 원소입니다.
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56. 용접 후 풀림 효과와 가장 거리가 먼 것은?

  1. 잔류응력 제거
  2. 경도의 증가
  3. 절삭성의 향상
  4. 냉간가공성의 개선
(정답률: 46%)
  • 용접 후 풀림(Annealing)은 재료를 연하게 만들어 응력을 제거하는 열처리이므로, 경도는 오히려 감소하게 됩니다.

    오답 노트
    잔류응력 제거, 절삭성 향상, 냉간가공성 개선은 모두 풀림 처리의 주요 목적입니다.
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57. 전위가 인접한 슬림(Slip)면상에 이동하면서 생기는 계단상의 부분은?

  1. 조그(jog)
  2. 코트렐 효과(cotrell effect)
  3. 프랭크-리드원(Frank Read 원)
  4. 전위선(dislocation line)
(정답률: 40%)
  • 전위가 인접한 슬립면으로 이동할 때, 전위선 상에 형성되는 계단 모양의 부분(단차)을 조그(jog)라고 합니다.
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58. 금속침투법에서 강재를 가열하여 그 표면에 Al을 확산 침투시키는 방법은?

  1. 크로마이징
  2. 실리콘나이징
  3. 세라다이징
  4. 칼로라이징
(정답률: 73%)
  • 강재 표면에 알루미늄(Al)을 확산 침투시켜 내식성과 내열성을 높이는 표면 경화법을 칼로라이징이라고 합니다.

    오답 노트
    크로마이징: 크롬(Cr) 침투
    실리콘나이징: 실리콘(Si) 침투
    세라다이징: 복합 세라믹 침투
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59. 다음 중 압력 배관용 탄소 강판 재료를 나타내는 기호로 옳은 것은?

  1. SPPS
  2. STPG
  3. SPLT
  4. STK
(정답률: 57%)
  • 압력 배관용 탄소 강판은 Steel Pressure Pipe Sheet의 약자인 SPPS 기호를 사용합니다.

    오답 노트
    STPG: 압력 배관용 탄소 강관
    SPLT: 저온 배관용 탄소 강관
    STK: 일반 구조용 탄소 강관
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60. 주석청동 중에 납을 3.0 ~ 26% 첨가한 것으로 조직 중에 납이 거의 고용되지 않고, 입간에 점재하여 윤활성이 좋아 베어링, 부싱, 패킹 등에 사용되는 것은?

  1. 인청동
  2. 연청동
  3. 알루미늄
  4. 니켈 청동
(정답률: 52%)
  • 연청동은 주석청동에 납(Pb)을 첨가한 합금으로, 납이 조직 내에 고용되지 않고 입계에 분산되어 있어 절삭성과 윤활성이 매우 뛰어나 베어링이나 부싱 재료로 주로 사용됩니다.
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4과목: 용접구조설계

61. 홈 용접에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 홈의 단면적은 가능한 작게 한다.
  2. 모재가 두꺼운 경우에는 대개 양면 홈을 이용한다.
  3. 피복아크용접시 루트 간격의 최대치는 보통 사용 용접봉 심선의 지름으로 한다.
  4. 피복아크용접시 I형 홈 용접을 할 경우 보통 판 두께 9mm가 매우 적합하다.
(정답률: 62%)
  • 피복아크용접 시 I형 홈 용접은 일반적으로 판 두께 $6\text{mm}$이하일 때 적합하며, $9\text{mm}$는 I형 홈을 적용하기에 너무 두꺼워 적합하지 않습니다.

    오답 노트
    홈의 단면적: 용접 금속량을 줄이기 위해 작게 유지하는 것이 맞음
    양면 홈: 두꺼운 모재의 경우 변형 방지와 강도 확보를 위해 사용함
    루트 간격: 용접봉 심선 지름을 기준으로 설정하는 것이 일반적임
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62. KS B 080에 금속재료 인장 시험편의 종류 중 4호 시험편의 표점거리는 몇 mm인가?

  1. 60mm
  2. 50mm
  3. 24mm
  4. 12mm
(정답률: 35%)
  • KS B 080 금속재료 인장 시험편 규격에 따라 4호 시험편의 표점거리는 $50\text{mm}$로 정해져 있습니다.
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63. 이음개소가 1개소인 필릿 이음의 강도계산 공식으로 옳은 것은?

  1. 허용응력/목단면적
  2. 목단면적/허용응력
  3. 파괴하중/목걸이×용접길이
  4. 파괴하중/목두께×용접길이
(정답률: 60%)
  • 필릿 용접의 강도는 용접부의 가장 취약한 부분인 목단면적에 허용응력을 곱하여 계산합니다. 따라서 강도 계산 공식은 파괴하중을 목두께와 용접길이의 곱으로 나눈 형태가 됩니다.
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64. 필릿 용접부의 균열 방지대책이 아닌 것은?

  1. 용접 입열량을 제어한다.
  2. 유황(S)성분이 적은 모재를 사용한다.
  3. 인(P)성분이 적은 모재를 사용한다.
  4. 탄소당량이 높은 모재를 사용한다.
(정답률: 70%)
  • 필릿 용접부의 균열을 방지하려면 용접성(Weldability)이 좋은 재료를 사용해야 합니다. 탄소당량이 높을수록 경화능이 커져 용접 후 냉각 시 균열 발생 가능성이 높아지므로, 탄소당량이 낮은 모재를 사용하는 것이 올바른 대책입니다.
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65. 로크웰 경도에서 시험하중이 150kgf이며, 단단한 재료의 경도 측정에 사용되는 스케일(scale)로 적합한 것은?

  1. A스케일
  2. B스케일
  3. C스케일
  4. D스케일
(정답률: 57%)
  • 로크웰 경도 시험은 시험 하중에 따라 스케일을 구분합니다. 시험 하중이 $150\text{kgf}$이며 단단한 재료(경강 등)의 경도를 측정할 때 사용하는 스케일은 C스케일입니다.

    오답 노트
    A스케일: $60\text{kgf}$ 사용
    B스케일: $100\text{kgf}$ 사용
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66. 두께가 25mm이상의 연강판을 0℃이하에서 용접할 경우 예열 온도로 옳은 것은?

  1. 50 ~ 75℃
  2. 150 ~ 200℃
  3. 250 ~ 450℃
  4. 450 ~ 650℃
(정답률: 45%)
  • 연강판의 두께와 주변 온도에 따른 예열 온도는 저온 균열을 방지하기 위해 규정됩니다. 두께 $25\text{mm}$이상의 연강판을 $0\text{℃}$이하에서 용접할 때 권장되는 예열 온도는 $50 \sim 75\text{℃}$입니다.
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67. 평판 용접부를 검사하는 자기탐상검사에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 일반적으로 누설자속의 검출에는 자분을 이용하는 것이 많다.
  2. 용접부 표면보다는 용접부 내부 깊은 곳에 있는 결함을 검사하는데 유용하다.
  3. 오스테나이트게 스테인리스강이나 알루미늄(Al)과 같은 비자성체에는 적용할 수 없다.
  4. 결함에 의하여 생긴 누설 자속을 자분 또는 검사 코일(Coil)을 사용하여 결함의 위치를 감지한다.
(정답률: 56%)
  • 자기탐상검사는 자성체 표면이나 표면 직하의 결함을 검출하는 방법입니다. 따라서 용접부 내부 깊은 곳에 있는 결함을 검사하는 데는 유용하지 않으며, 내부 결함 검사에는 초음파탐상검사(UT)나 방사선투과검사(RT)가 적합합니다.
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68. 용접 중에 실시하는 작업 검사가 아닌 것은?

  1. 융합 상태
  2. 비드 파형
  3. 변형 교정
  4. 크레이터의 처리
(정답률: 59%)
  • 작업 검사는 용접 과정 중에 실시간으로 확인하는 검사입니다. 융합 상태, 비드 파형, 크레이터 처리는 용접 중 또는 직후에 확인하는 항목이지만, 변형 교정은 용접이 완료된 후 발생하는 변형을 바로잡는 후처리 공정에 해당합니다.
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69. 용접성시험 중 노치 취성 시험에 해당하는 것은?

  1. 2중 인장 시험
  2. 분할형 원주 홈 시험
  3. 휘스코(Fisco)균열 시험
  4. 코머렐 시험(Kommerell test)
(정답률: 34%)
  • 노치 취성 시험은 재료에 V자 홈(노치)을 만들어 응력 집중을 유도한 뒤 파괴 저항성을 측정하는 시험입니다. 2중 인장 시험은 이러한 원리를 이용하여 용접부의 취성 및 균열 저항성을 평가하는 대표적인 시험법입니다.
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70. [그림]의 T형 측면 필릿 용접 이음에서의 응력을 구하는 식은?

(정답률: 65%)
  • T형 필릿 용접 이음에서 응력은 하중을 용접부의 유효 단면적으로 나누어 계산합니다. 필릿 용접의 유효 두께는 다리 길이 $h$에 $\cos 45^{\circ} \approx 0.707$을 곱한 값이며, 전체 단면적은 이를 용접 길이 $l$과 곱한 $0.707hl$이 됩니다.
    따라서 응력 $\sigma$는 다음과 같습니다.
    $$\sigma = \frac{0.707P}{hl}$$
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71. 구조용강의 용접균열을 발생장소, 발생방향, 발생온도에 따라 구분할 때 발생온도에 따라 구분에 해당되지 않는 것은?

  1. 고온균열
  2. 저온균열
  3. 재열균열
  4. 모재균열
(정답률: 64%)
  • 용접 균열을 발생 온도에 따라 구분하면 고온균열, 저온균열, 재열균열로 나뉩니다.

    오답 노트
    모재균열: 발생 온도가 아닌 발생 장소나 원인에 따른 구분입니다.
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72. 가스 실드 아크 용접 시 실드가스가 부족할 때 가장 많이 발생하는 용접 결함은?

  1. 기공
  2. 오버랩
  3. 언더컷
  4. 슬래그 흔입
(정답률: 65%)
  • 가스 실드 아크 용접에서 실드가스는 용융 금속이 공기 중의 산소나 질소와 반응하는 것을 막아줍니다. 가스가 부족하면 대기 성분이 용입되어 기포가 형성되는 기공(Blow hole) 결함이 가장 빈번하게 발생합니다.
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73. 용착 금속의 기계적 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 연강을 고온에서 사용하는 경우 크리프 강도가 저하된다.
  2. 용접부의 표면 덧붙이는 용접이음 강도를 증가시킨다.
  3. 노치가 있는 경우 응력집중을 일으켜 용접이음 강도를 저하시킨다.
  4. 연강의 경우 온도가 낮을수록 항복점과 인장 강도는 증가한다.
(정답률: 46%)
  • 용접부 표면에 단순히 덧붙이는 용접(Overfill)은 실제 유효 목두께를 증가시키지 않으며, 오히려 응력 집중원으로 작용하여 피로 강도를 저하시킬 수 있으므로 이음 강도를 증가시킨다는 설명은 틀렸습니다.
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74. 한국산업표준에서 용접의 기본기호 중 [보기]가 의미하는 것은?

  1. 심 용접
  2. 가장자리 용접
  3. 표면육성
  4. U형 맞대기 용접
(정답률: 55%)
  • 제시된 기호 는 한국산업표준(KS) 용접 기호에서 부재의 가장자리를 따라 용접하는 가장자리 용접을 의미합니다.
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75. 주철제품의 보수용접 방법으로 틀린 것은?

  1. 용접하기 전에 예열처리를 한다.
  2. 움직이지 않도록 강력하게 구속한 후 용접한다.
  3. 용접 길이가 길 경우 일회 용접선의 길이를 제한한다.
  4. 균열의 보수는 균열의 성장을 방지하기 위하여 균열의 끝에 정지구멍을 뚫는다.
(정답률: 56%)
  • 주철은 취성이 강해 용접 시 열팽창과 수축으로 인한 균열 발생 가능성이 매우 높습니다. 따라서 강력하게 구속하면 응력이 집중되어 균열이 발생하므로, 구속을 최소화하고 적절한 예열과 후열 처리를 하는 것이 필수적입니다.
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76. 비드 밑 균열의 발생과 관계없는 것은?

  1. 수소가 원인이 된다.
  2. 고탄소강 용접 시 발생한다.
  3. 연강 용접 시 자주 발생한다.
  4. 고장력강 용접 시 발생한다.
(정답률: 54%)
  • 비드 밑 균열(Underbead crack)은 주로 수소 취성과 관련이 있으며, 탄소 함량이 높은 고탄소강이나 고장력강 용접 시 경화 조직이 형성되어 발생하기 쉽습니다. 반면, 연강은 탄소 함량이 낮아 이러한 균열이 자주 발생하지 않습니다.
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77. 용접부의 크기를 결정하는 기본 설계방법으로 틀린 것은?

  1. 적합한 용접부 크기로 할 것
  2. 안전율을 고려하여 안전한 강도를 유지하도록 할 것
  3. 용접강도가 비용적인 측면에서 단속 필릿 용접의 경우 용접길이보다 목걸이를 길게 할 것
  4. 용접 이음에 걸리는 하중이 작거나 없을 때에는 연속 필릿 용접보다 단속 필릿 용접으로 할 것
(정답률: 68%)
  • 용접부 설계 시 경제성과 강도를 동시에 고려해야 합니다. 단속 필릿 용접의 경우, 비용 절감을 위해 용접 길이를 적절히 조절하며, 목걸이(Throat thickness)를 용접 길이보다 길게 설계하는 것은 일반적인 설계 원칙에 어긋납니다.
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78. 세로비드 노치 굽힘 시험법으로 용접하지 않은 모재를 시험할 수 있는 장점이 있으며, 용접부의 연성이나 균열을 조사하는 시험은?

  1. 킨젤 시험
  2. 슈나트 시험
  3. 카안 인열 시험
  4. 샤르피 충격 시험
(정답률: 67%)
  • 킨젤 시험은 세로비드 노치 굽힘 시험법을 통해 용접부의 연성과 균열 여부를 조사하며, 특히 용접하지 않은 모재를 함께 시험할 수 있다는 장점이 있습니다.
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79. 구조물 제작 시 용접 이음형상에 따른 종류가 아닌 것은?

  1. 아래보기 이음
  2. 모서리 이음
  3. 겹치기 이음
  4. T자 이음
(정답률: 67%)
  • 용접 이음 형상은 부재의 배치 상태에 따라 결정됩니다. 모서리 이음, 겹치기 이음, T자 이음은 대표적인 이음 형상이지만, 아래보기 이음은 이음 형상이 아니라 용접 작업의 자세(Position)를 의미합니다.
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80. 접합하려는 두 부재를 겹쳐놓고 한쪽의 부재에 둥근 구멍을 뚫고 그 곳을 용접하는 것은?

  1. 필릿 용접
  2. 플레어 용접
  3. 플러그 용접
  4. 그루브 용접
(정답률: 70%)
  • 두 부재를 겹친 상태에서 한쪽 부재에 뚫린 구멍(플러그)을 통해 용접하여 접합하는 방식이 플러그 용접의 핵심 정의입니다.
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5과목: 용접일반 및 안전관리

81. 용접조건이 같을 때 맞대기 이음의 첫층(1pass)에서 수축량에 미치는 영향이 가장 큰 강은?

  1. 연강
  2. HT 60강
  3. HT 80강
  4. 9% NIU
(정답률: 44%)
  • 강의 성분이 변함에 따라 열팽창 계수와 수축 특성이 달라지며, 제시된 강종 중 9% NIU 강이 용접 시 수축량에 미치는 영향이 가장 큽니다.
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82. 연납땜에 주로 사용하는 용가재인 주석의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 응고점이 낮다.
  2. 퍼짐성이 좋다.
  3. 주석이 증가하면 가격은 싸진다.
  4. 주석이 증가하면 내식성이 증가한다.
(정답률: 58%)
  • 주석은 납에 비해 가격이 비싼 금속입니다. 따라서 용가재에서 주석의 함유량이 증가할수록 재료의 전체적인 가격은 상승하게 됩니다.

    오답 노트
    응고점 낮음, 퍼짐성 좋음, 내식성 증가: 주석이 가진 실제 화학적/물리적 특징입니다.
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83. MIG용접 시 용융금속의 이행 행태가 아닌 것은?

  1. 스프레이(spray) 이행형
  2. 스킵(slip) 이행형
  3. 입상(globular) 이행형
  4. 단락(short circuit) 이행형
(정답률: 58%)
  • MIG 용접의 금속 이행 형태는 전류 및 전압 조건에 따라 단락 이행형, 입상 이행형, 스프레이 이행형으로 구분됩니다. 스킵 이행형이라는 형태는 존재하지 않습니다.
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84. 이산화탄소 아크용접 시 건강에 가장 나쁜 영향을 미치는 것은?

  1. 이산화탄소의 축적에 의한 질식
  2. 질소의 축적에 의한 중독 작용
  3. 복사에너지에 의한 질식
  4. 탄소의 축적에 의한 질식
(정답률: 75%)
  • 이산화탄소 아크용접은 보호 가스로 $CO_{2}$를 사용하므로, 환기가 불충분한 밀폐 공간에서 작업 시 이산화탄소가 축적되어 질식 사고가 발생할 위험이 가장 큽니다.
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85. 용접에 의한 블로 홀(blow hole)발생 방지대책이 아닌 것은?

  1. 예열 실시
  2. 용접부의 녹 제거
  3. 용접재료 건조
  4. 모재로 림드강을 사용
(정답률: 57%)
  • 블로 홀은 가스가 용융 금속 내에 갇혀 발생하는 결함입니다. 림드강은 제조 공정상 용강 내에 가스가 많이 포함되어 있어 블로 홀 발생 가능성을 높이므로 방지 대책으로 부적절합니다.

    오답 노트
    예열 실시, 용접부 녹 제거, 용접재료 건조: 가스 발생 원인을 제거하는 올바른 방지 대책입니다.
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86. 방사선 투과사진의 상의 질을 나타내는 척도는?

  1. 투과도계
  2. 납글자
  3. 탐촉자
  4. 흡수도계
(정답률: 69%)
  • 방사선 투과시험에서 영상의 질(감도)을 정량적으로 나타내기 위해 사용하는 표준 시편이 투과도계입니다.
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87. 플라스마 아크 용접에 적당항 재료가 아닌 것은?

  1. 탄소강
  2. 니켈합금
  3. 알루미늄합금
  4. 스테인리스강
(정답률: 37%)
  • 플라스마 아크 용접은 고온의 집중된 열원을 사용하므로 탄소강, 스테인리스강, 니켈합금 등 고융점 재료에 적합합니다.

    오답 노트
    알루미늄합금은 열전도율이 매우 높고 융점이 낮아 플라스마 아크 용접보다는 TIG 용접 등이 더 적합합니다.
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88. 외부에서 신선한 공기를 송급시키는 호흡용 보호구는?

  1. 보호 마스크
  2. 방진 마스크
  3. 방독 마스크
  4. 호스 마스크
(정답률: 59%)
  • 호스 마스크는 외부의 신선한 공기를 송풍기 등을 통해 호스로 공급받아 사용하는 송기식 호흡용 보호구입니다.

    오답 노트
    보호, 방진, 방독 마스크는 필터를 통해 정화하거나 차단하는 방식이며 외부에서 공기를 직접 송급하는 방식이 아닙니다.
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89. 내용적 50L의 산소용기에 설치한 조정기의 고압게이지가 8MPa에서 산소를 사용한 후 1MPa로 떨어졌다면 산소의 소비량은?

  1. 3000L
  2. 3500L
  3. 3750L
  4. 4200L
(정답률: 47%)
  • 가스 소비량은 용기 내용적에 압력 변화량을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = V_0 \times (P_1 - P_2)$
    ② [숫자 대입] $V = 50 \times (8 - 1) \times 10$
    ③ [최종 결과] $V = 3500$
    압력 단위 $\text{MPa}$를 $\text{kg/cm}^2$ 수준으로 환산하여 계산하면 $3500\text{L}$가 됩니다.
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90. 용접부의 예열 목적에 대하여 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 용접부의 기계적 성질을 향상시킨다.
  2. 탄소의 방출을 용이하게 하여 저온 균열을 방지한다.
  3. 용접부의 열영향부와 용착 금속의 경화를 방지한다.
  4. 온도 분포를 완만하게 하여 변형과 잔류 응력 발생을 적게 한다.
(정답률: 32%)
  • 예열은 용접부의 냉각 속도를 늦추어 경화를 방지하고, 온도 분포를 완만하게 하여 변형과 잔류 응력을 줄이며 기계적 성질을 향상시키는 것이 목적입니다.

    오답 노트
    탄소의 방출을 용이하게 하여 저온 균열을 방지한다는 설명은 예열의 목적과 무관합니다.
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91. 마찰용접의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 작업능률이 높고 변형의 발생이 적다.
  2. 국부 가열이므로 열영향부가 좁고 이음 성능이 좋다.
  3. 취급과 조작이 간단하고 이종 금속의 접합이 가능하다.
  4. 용접물의 형상치수, 단면모양, 길이, 무게 등의 제한을 받지 않는다.
(정답률: 59%)
  • 마찰용접은 기계적인 압력과 회전 마찰열을 이용하므로, 용접기의 용량에 따라 용접물의 형상, 치수, 단면 모양, 길이 및 무게에 제한을 받습니다.
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92. 투과법, 펄스 반사법, 공진법 등으로 시험하는 비파괴검사는?

  1. 초음파탐상검사
  2. 자기탐상검사
  3. 와전류탐상검사
  4. 방사선투과검사
(정답률: 63%)
  • 초음파탐상검사는 초음파의 투과, 펄스 반사, 공진 현상을 이용하여 재료 내부의 결함이나 두께를 측정하는 비파괴검사 방법입니다.
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93. 콘크리트 절단을 할 수 있는 것은?

  1. 스카핑
  2. 가스 가우징
  3. 산소창 절단
  4. 탄소 아크 절단
(정답률: 55%)
  • 산소창 절단은 산소와 연료 가스를 사용하여 고온의 열을 가해 콘크리트나 내화물과 같은 비금속 재료를 절단하는 방식입니다.
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94. 간이 자동화 용접법인 중력식 용접법(gravity welding)에 주로 사용되는 피복 아크 용접봉의 종류로 가장 적당한 것은?

  1. 저수소계 용접봉
  2. 일루미나이트계 용접봉
  3. 철분산화철계 용접봉
  4. 고셀룰로오스계 용접봉
(정답률: 44%)
  • 중력식 용접법은 용융 금속의 유동성이 좋아야 하며, 슬래그 제거가 용이하고 용착 효율이 높은 철분산화철계 용접봉이 가장 적합합니다.
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95. 안전표지 색채에서 지시표지에 사용되는 색은?

  1. 노란색
  2. 파란색
  3. 검정색
  4. 빨간색
(정답률: 66%)
  • 안전표지 색채 기준에 따라 지시표지는 특정 동작을 지시하거나 강제하는 의미를 가지며, 이때 사용되는 색상은 파란색입니다.

    오답 노트
    노란색: 주의표지
    빨간색: 금지, 정지, 소방설비 표지
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96. 피복 아크 용접에서 V형 용접 홈을 선택할 경우 판두께로 적합한 것은?

  1. 5mm 이하
  2. 6~20mm
  3. 20mm 이상
  4. 어느 것이나 이용
(정답률: 66%)
  • 피복 아크 용접 시 판두께에 따라 홈 형상을 선택하는데, 일반적으로 $6\sim20\text{mm}$ 정도의 두께에서는 용입 효율과 작업성을 고려하여 V형 홈을 주로 사용합니다.
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97. 허용 사용률이 몇 % 이상이면 용접기를 연속적으로 사용해도 지장이 없는가?

  1. 40%
  2. 60%
  3. 100%
  4. 200%
(정답률: 55%)
  • 사용률이란 일정 시간 동안 용접기가 실제로 가동된 시간의 비율을 의미하며, 사용률이 $100\%$라는 것은 휴지 시간 없이 연속적으로 가동해도 용접기의 과열이나 손상 없이 사용 가능하다는 것을 뜻합니다.
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98. 진공상태에서 용접하는 것은?

  1. 전자 빔 용접
  2. 논 가스 아크 용접
  3. 일렉트로 슬래그 용접
  4. 불활성가스 텅스텐 용접
(정답률: 75%)
  • 전자 빔 용접은 고에너지 전자 빔을 가속시켜 용접하는 방식으로, 전자가 공기 분자와 충돌하여 산란되는 것을 방지하기 위해 반드시 진공 상태에서 수행해야 합니다.
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99. 아세틸렌 용기의 밸브는 일반적으로 전용핸들을 이용하여 몇 회전 정도 열어서 사용하면 좋은가?

  1. 0.5 회전
  2. 1.5 회전
  3. 2 회전 이상
  4. 완전히 연다.
(정답률: 53%)
  • 아세틸렌 용기는 급격한 개방 시 역화나 불안정한 가스 흐름이 발생할 수 있으므로, 전용 핸들을 사용하여 약 $0.5$ 회전 정도만 살짝 열어 사용하는 것이 안전합니다.
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100. 탄산가스 용접에 관련항 설명으로 틀린 것은?

  1. 전압을 높이면 비드가 넓어진다.
  2. 솔리드 와이어 용착율은 90~95%에 달한다.
  3. 전류를 높이면 아크전압도 함께 높여 주어야 좋다.
  4. 와이어 돌출길이는 200A 이하에서는 15~25mm 정도로 한다.
(정답률: 43%)
  • 탄산가스 용접 시 와이어 돌출길이는 일반적으로 $15 \sim 25\text{mm}$가 아니라, 전류량에 따라 조절하며 보통 $10 \sim 20\text{mm}$ 내외로 유지하는 것이 적절합니다.
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