용접기사 필기 기출문제복원 (2016-03-06)

용접기사
(2016-03-06 기출문제)

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1과목: 기계제작법

1. 프레스가공에서 큰 판재를 재단할 때 또는 주어진 길이나 윤곽선에 다라 일부를 전단할 때 사용하는 전단 가공법은?

  1. 노칭 가공
  2. 블랭킹 가공
  3. 셰이빈 가공
  4. 슬리팅 가공
(정답률: 41%)
  • 슬리팅 가공은 큰 판재를 작은 조각으로 자르는 가공법으로, 주로 재단이나 전단 작업에 사용됩니다. 따라서 이 문제에서 주어진 상황에 가장 적합한 가공법은 슬리팅 가공입니다. 노칭 가공은 구멍을 뚫는 가공법, 블랭킹 가공은 완전한 형태로 재단하는 가공법, 셰이빈 가공은 곡면을 형성하는 가공법입니다.
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2. 스프링등과 같은 기계요소로 피로강도를 향상시키기 위해 작은 강구를 공작물의 표면에 충돌시켜서 가공하는 방법은?

  1. 숏 피닝
  2. 전해가공
  3. 전해연식
  4. 화학연마
(정답률: 78%)
  • 작은 강구를 공작물의 표면에 충돌시켜서 가공하는 방법을 "숏 피닝"이라고 합니다. 이 방법은 스프링등과 같은 기계요소로 피로강도를 향상시키기 위해 사용됩니다. 다른 보기인 "전해가공"은 전기적인 방법으로 금속을 가공하는 방법이며, "전해연식"은 금속의 표면을 부식시켜 가공하는 방법입니다. 마지막으로 "화학연마"는 화학적인 방법으로 표면을 연마하여 가공하는 방법입니다.
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3. 강(鋼)의 항온열처리의 종류가 아닌 것은?

  1. 마템퍼
  2. 마퀜칭
  3. 어닐링
  4. 오스템퍼
(정답률: 66%)
  • 정답은 "어닐링"입니다.

    강의 항온열처리 종류에는 마템퍼, 마퀜칭, 오스템퍼가 있습니다. 이들은 각각 강의 경도와 인성을 조절하기 위해 사용됩니다.

    하지만 어닐링은 강을 더 부드럽고 가공하기 쉬운 상태로 만들기 위해 사용됩니다. 강을 고온에서 가열한 후 천천히 냉각시켜 결정 구조를 조절하는 과정입니다. 따라서 어닐링은 항온열처리의 종류가 아닙니다.
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4. 절삭공구의 수명식인 Taylor 공구 구명식으로 옳은 것은? (단, V : 절삭속도(m/min), T : 공구수멸(min), n : 공구와 공작물에 의해 변하는 지수, C : 공구, 공작물, 절삭 조건에 따라 변하는 값(상수)이다.)

  1. VT=C
  2. VT=C2
  3. VTn=C
(정답률: 49%)
  • 절삭공구의 수명식인 Taylor 공구 구명식은 VTn=C이다. 이 식은 절삭속도(V)와 공구수멸시간(T)의 곱에 공구와 공작물에 의해 변하는 지수(n)를 제곱한 값이 상수(C)와 같다는 것을 나타낸다. 즉, 절삭속도와 공구수멸시간이 증가하면 공구와 공작물에 의해 변하는 지수도 증가해야 한다는 것을 의미한다. 이 식은 절삭공구의 수명을 예측하고, 적절한 절삭조건을 설정하는 데 유용하게 사용된다.
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5. 테르밋 용접의 설명으로 옳은 것은?

  1. 원자수소의 반응열을 이용한 것
  2. 액체산ㅅ와 프랄즈마를 이용한 것
  3. 전기용접과 가스용접을 결합한 것
  4. 산화철과 알루미늄의 반응열을 이용한 것
(정답률: 84%)
  • 테르밋 용접은 산화철과 알루미늄의 반응열을 이용하여 금속을 용접하는 방법입니다. 이 반응은 매우 열이 발생하며, 이 열을 이용하여 금속을 용접합니다. 따라서 "산화철과 알루미늄의 반응열을 이용한 것"이 옳은 설명입니다.
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6. 절삭 가공에서 발생하는 절삭저하의 분력 중 가장 큰 것은?

  1. 배분력
  2. 주분력
  3. 횡분력
  4. 이송분력
(정답률: 71%)
  • 절삭 가공에서 발생하는 분력 중 가장 큰 것은 주분력입니다. 이는 절삭면과 칼날 사이에서 발생하는 분력으로, 절삭면과 수직 방향으로 작용합니다. 이는 절삭면과 칼날 사이의 마찰력과 관련이 있으며, 절삭저하를 유발하는 가장 큰 요인 중 하나입니다.
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7. 프레스를 이용한 굽힘 가공에서 스프링 백(spring back)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 스프링의 피치를 나타낸다.
  2. 스프링에서 장력의 세기를 나타내는 척도이다.
  3. 판재를 굽혔을 때 굽힌 부분이 활 모양으로 되는 현상이다.
  4. 판재를 굽힐 때, 하중을 제거하면 탄성에 의해 처음 상태로 약간 복귀되는 현상이다.
(정답률: 75%)
  • 정답은 "판재를 굽힐 때, 하중을 제거하면 탄성에 의해 처음 상태로 약간 복귀되는 현상이다."입니다. 스프링 백은 굽힘 가공 후에 판재가 처음 상태로 돌아오지 않고 약간 복귀하는 현상을 말합니다. 이는 판재의 탄성에 의한 것으로, 굽힘 가공 시에는 이러한 스프링 백을 고려하여 적절한 각도나 모양으로 가공해야 합니다.
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8. 다음 절삭 공구의 재료 중에서 고온 경도가 가장 높은 것은?

  1. 고속도강
  2. 초경합금
  3. 탄소공구강
  4. 합금공구강
(정답률: 58%)
  • 고온 경도란 고온에서도 강한 내구성을 가지는 것을 말합니다. 이 중에서 가장 높은 고온 경도를 가진 재료는 초경합금입니다. 초경합금은 다른 합금보다 더 많은 양의 금속 원소를 함유하고 있어서 내열성과 내식성이 뛰어나며, 고온에서도 강한 내구성을 가지고 있습니다. 따라서 절삭 공구와 같은 고온에서 사용되는 장비에 많이 사용됩니다.
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9. 금속 및 금속 화합물의 미분말을 가열하여 반용융 상태로 분출시켜 밀착 피복하는 방법은?

  1. 용사
  2. 스터드 용접
  3. 그래비티 용접
  4. 피복 아크 용접
(정답률: 58%)
  • 금속 및 금속 화합물의 미분말을 가열하여 반용융 상태로 분출시켜 밀착 피복하는 방법은 "용사" 방법이다. 이는 가열된 미분말을 스프레이로 분사하여 기판에 밀착시키는 방법으로, 다른 방법들과는 달리 용접 부위의 열에 영향을 받지 않으며, 높은 용접 속도와 우수한 피복 품질을 보장한다.
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10. 레핑(lapping)가공에 대한 특징으로 틀린 것은?

  1. 다음질면이 매끈하다.
  2. 마찰계수가 높아진다.
  3. 내식성 및 내마모성이 증가된다.
  4. 정밀도가 높은 제품을 만들 수 있다.
(정답률: 78%)
  • 정답: "마찰계수가 높아진다."

    설명: 레핑 가공은 다이아몬드 분말을 이용하여 다양한 재료의 표면을 연마하는 공정으로, 다이아몬드 분말이 표면에 마찰력을 가하면서 연마가 이루어지기 때문에 마찰계수가 높아진다는 것은 오히려 특징이 아니라 당연한 결과이다. 따라서, "마찰계수가 높아진다."는 특징은 틀린 것이다.
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11. 주형의 부속품 중 코어의 길이가 가늘고 긴 제품에서 코어 프린트만으로는 코어의 휨이나 떠오름 등을 방지하지 못할 때 사용하는 것은?

  1. 중추
  2. 칠 메탈
  3. 스트레이너
  4. 코어 받침대
(정답률: 66%)
  • 코어 받침대는 코어의 길이가 가늘고 긴 제품에서 코어 프린트만으로는 코어의 휨이나 떠오름 등을 방지하지 못할 때 사용하는 부속품입니다. 코어 받침대는 코어를 받쳐주는 역할을 하며, 코어의 휨이나 떠오름을 방지하여 제품의 품질을 향상시키는 역할을 합니다.
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12. 밀링 머신(miling machine)의 크기를 표시하는 방법으로 옳은 것은?

  1. 중량으로 표시한다.
  2. 주축대의 크기로 표시한다.
  3. 아버의 지름과 길이로 표시한다.
  4. 테이블의 이송거리를 기준으로 표시한다.
(정답률: 56%)
  • 밀링 머신의 크기는 주로 작업 가능한 범위를 나타내기 때문에, 테이블의 이송거리를 기준으로 표시한다. 이송거리란, 테이블이 좌우, 앞뒤로 이동할 수 있는 거리를 말한다. 따라서 이송거리가 크면 더 큰 작업물을 가공할 수 있으며, 작은 이송거리의 밀링 머신은 작은 작업물을 가공하는 데 적합하다.
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13. 초음파 가공에 관한 특징으로 틀린 것은?

  1. 구멍을 가공하기 쉽다.
  2. 부도체는 가공할 수 없다.
  3. 복잡한 형상도 쉽게 가공 할 수 있다.
  4. 납, 구리
(정답률: 83%)
  • 정답: "부도체는 가공할 수 없다."

    설명: 초음파 가공은 고주파 진동을 이용하여 물체의 표면을 가공하는 방법으로, 구멍을 가공하기 쉽고 복잡한 형상도 쉽게 가공할 수 있습니다. 또한, 납과 구리와 같은 금속은 초음파 가공이 용이합니다. 하지만 부도체는 분자 구조가 불규칙하여 초음파에 의한 진동이 전달되지 않기 때문에 가공할 수 없습니다.
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14. 로스크 왁스 주형법(Lost wax process)이라고도 하며, 양초나 합성수지를 용해시켜 주형 밖으로 흘려 배출하여 주형을 완성하는 정밀 주조법은?

  1. 셀 몰드법
  2. 진공 주조법
  3. 다이캐스팅법
  4. 인베스트먼트법
(정답률: 66%)
  • 인베스트먼트법은 주형을 만들기 위해 원형을 실리콘으로 코팅하고, 그 위에 세라믹을 코팅하여 강도를 높인 후, 그 주형 안에 용해된 금속을 주입하여 완성하는 방법입니다. 이 방법은 정밀도가 높고, 세밀한 디테일을 재현할 수 있어 보석이나 시계 등 고가의 제품을 만드는 데에 많이 사용됩니다.
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15. 소재의 장치된 코일에 전류를 흐르게 하고 유도열에 의해 사열하여 급냉시키는 표면 경화법은?

  1. 질화법
  2. 침탄법
  3. 화염경화법
  4. 고주파 경화법
(정답률: 66%)
  • 소재의 장치된 코일에 고주파 전류를 흐르게 함으로써 유도열을 발생시키고 이로 인해 소재의 표면을 사열시킨 후 급속 냉각하여 경화시키는 방법이 고주파 경화법입니다. 따라서 정답은 고주파 경화법입니다.
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16. 테이블 이송나사의 피치가 6mm인 밀링머신에서 지름 60mm의 환봉에 리드 280mm인 오른 나사 헬리컬 홀을 절삭하고자 한다. 이 때 테이블의 선회각은 약 얼마인가?

  1. 33.94°
  2. 43.94°
  3. 53.94°
  4. 63.94°
(정답률: 16%)
  • 환봉의 둘레는 π × 지름 = 188.5mm 이다. 이를 이송나사의 피치인 6mm로 나누면 약 31.4회전이 필요하다. 하지만 환봉에 리드 280mm인 나사를 절삭하기 위해서는 280mm를 이송하기 위한 테이블의 이동이 필요하다. 이를 계산하기 위해서는 테이블 이송나사의 피치와 리드의 비율을 계산해야 한다. 이 경우 비율은 280mm / 6mm = 46.67 이다. 따라서 테이블은 46.67회전을 해야 280mm의 이송이 가능하다. 이 두 값을 합치면 총 78.07회전이 필요하다. 이를 각도로 환산하면 78.07 × 360° = 28105.2° 이다. 하지만 이 값은 여러 바퀴를 도는 값이므로 360°로 나누어주어야 한다. 따라서 최종적으로 테이블의 선회각은 28105.2° / 360° = 78.07바퀴 ≈ 33.94° 이다.
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17. 밀링가공에서 지름이 50mm인 밀링커터를 사용하여 60m/min의 절상속도로 절삭하는 경우 밀링커터의 회전수는 약 몇 rpm인가?

  1. 284
  2. 382
  3. 468
  4. 681
(정답률: 47%)
  • 밀링커터의 회전수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    회전수 = 절상속도 ÷ (파이 × 지름)

    따라서, 회전수 = 60 ÷ (3.14 × 50) ≈ 0.382 × 10^3 = 382 rpm

    따라서, 정답은 "382"이다.
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18. 머시닝센터 가공에서 시셰방향 원호보건기능의 G-코드는?

  1. G01
  2. G02
  3. G03
  4. G04
(정답률: 50%)
  • 머시닝센터 가공에서 시셰방향 원호보건기능의 G-코드는 "G02"이다. 이는 시계 방향으로 원호를 그리는 기능을 나타내며, G01은 직선 이동, G03은 반시계 방향으로 원호를 그리는 기능, G04는 지연 기능을 나타낸다.
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19. 수나사의 바깥지름(호칭지름), 골지름, 유효지름, 나사산의 각도, 피치를 모두 측정할 수 있는 측정기는?

  1. 투영기
  2. 나사 게이지
  3. 피치 게이지
  4. 나사 마리크로미터
(정답률: 45%)
  • 투영기는 나사의 형상을 2차원적으로 투영하여 측정하는 측정기입니다. 따라서 수나사의 바깥지름, 골지름, 유효지름, 나사산의 각도, 피치를 모두 측정할 수 있습니다. 반면에 나사 게이지는 나사의 피치를 측정하는데에만 사용되며, 피치 게이지는 피치를 측정하는데에만 사용되며, 나사 마리크로미터는 나사의 유효지름을 측정하는데에만 사용됩니다.
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20. 피측정물을 확대 관측하여 복잡한 모양의 윤곽, 좌표의 측정, 나사 요소의 측정 등과 같이 단독 요소의 측정기로는 직접 측정할 수 없는 부분을 측정하기에 적합한 측정기는?

  1. 공구 현미경
  2. 센터 게이지
  3. 피치 게이지
  4. 나사 마이크로미터
(정답률: 75%)
  • 공구 현미경은 피측정물을 확대하여 복잡한 모양의 윤곽이나 좌표, 나사 요소 등을 측정할 수 있는 측정기이다. 다른 측정기들은 단독 요소의 측정에 적합하지만, 공구 현미경은 직접 측정하기 어려운 부분을 측정할 수 있어서 피측정물의 측정에 매우 유용하다.
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2과목: 재료역학

21. 단면의 치수기 b×h=6cm×3cm인 강철보가 그림과 같은 하중을 받고 있다. 보에 작용하는 최대 굽힘응력은 약 몇 N/cm2인가?

  1. 278
  2. 556
  3. 1111
  4. 2222
(정답률: 41%)
  • 해당 강철보에 작용하는 하중은 500N이다. 이때 최대 굽힘응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    M = FL = 500N × 2m = 1000Nm

    I = bh^3/12 = 6cm × (3cm)^3 / 12 = 6.75 × 10^-4 m^4

    y = h/2 = 1.5cm = 0.015m

    σ = My/Iy = (1000Nm × 0.015m) / (6.75 × 10^-4 m^4 × 1.5cm) = 556 N/cm^2

    따라서 최대 굽힘응력은 약 556 N/cm^2이다. 따라서 정답은 "556"이다.
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22. 힘에 의한 재료의 변형이 그 힘의 제거(除去)와 동시에 원형(原形)으로 복귀하는 재료의 성질은?

  1. 소성(plasticity)
  2. 탄성(elasticity))
  3. 연성(ductility)
  4. 취성(brittleness)
(정답률: 74%)
  • 탄성은 힘에 의해 변형된 재료가 그 힘이 제거되면 원래의 형태로 복귀하는 성질을 말합니다. 이는 재료 내부의 분자나 원자들이 힘이 가해지면 일시적으로 이동하고, 힘이 제거되면 다시 원래 위치로 돌아가는 것으로 설명됩니다. 따라서 탄성은 힘에 의한 변형이 일시적이며, 힘이 제거되면 원래의 형태로 돌아가는 성질을 가지고 있습니다.
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23. 그림과 같은 외팔보가 하중을 받도 있다. 고정단에 발생하는 최대굽힘 모멘트는 몇 Nm인가?

  1. 250
  2. 500
  3. 750
  4. 1000
(정답률: 46%)
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24. 양단이 고정된 축을 그림과 같이 m-n 단면에서 T만큼 비틀면 고정단 AB에서 생기는 저항 비틀림 모멘트의 비 TA/TB는?

(정답률: 25%)
  • 양단이 고정된 축을 기준으로 생각해보면, 비틀림 모멘트는 TA와 TB에 비례한다. 따라서 TA/TB가 작을수록 AB에서 생기는 저항 비틀림 모멘트는 작아진다. 이를 보기로 연결하면, ""가 정답이 된다.
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25. 그림과 같은 장주(long column)에 하중 Pcr을 가했더니 오른쪽 그림과 같이 좌굴이 일어났다. 이 때 오일러 좌굴응력 σσ은? (단, 세로탄성계수는 E, 기둥 단면의 회전반경(radius of gyration)은 r, 길이는 L이다.)

(정답률: 46%)
  • 이 문제는 오일러 좌굴응력 공식을 이용하여 해결할 수 있다.

    오일러 좌굴응력 공식은 다음과 같다.

    σσ = (π2 E I) / (L / r)2

    여기서, I는 단면의 모멘트 of 관성(moment of inertia)이다.

    이 문제에서는 기둥 단면이 원형이므로 모멘트 of 관성은 다음과 같다.

    I = (π/4) r4

    따라서, 오일러 좌굴응력은 다음과 같다.

    σσ = (π2 E (π/4) r4) / (L / r)2 = (π3 E r2) / (4 (L / r)2)

    보기에서 정답이 "" 인 이유는, 하중 Pcr이 가해지면서 좌굴이 일어났으므로 오일러 좌굴응력이 발생한 것이다. 따라서, 오일러 좌굴응력 공식을 이용하여 계산한 값이 ""이 되는 것이다.
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26. 그림과 같이 최대 q0인 삼각형 분포하중을 받는 버팀 외팔보에서 B 지점의 반력 RB를 구하면?

(정답률: 20%)
  • 외팔보의 균형을 유지하기 위해서는 왼쪽과 오른쪽의 모멘트가 같아야 한다. 즉, RB × 4 = 2q × 3 + q × 4 이다. 이를 정리하면 RB = 5/2q 이므로, 정답은 "" 이다.
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27. 그림과 같은 원형 단면봉에 하중 P가 작용할 때 이 봉의 신장량은? (단, 봉의 단면적은 A, 길이는 L, 세로탄성계수는 E이고, 자중 W를 고려해야 한다.)

(정답률: 42%)
  • 이 문제는 단순히 신장량을 구하는 문제이므로, 신장량 공식을 이용하면 된다. 신장량 공식은 다음과 같다.

    $Delta L = frac{PL}{AE}$

    여기서 P는 하중, L은 길이, A는 단면적, E는 세로탄성계수이다. 자중 W는 고려하지 않아도 된다.

    따라서, 보기 중에서 정답은 ""이다.
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28. 다음과 같은 평면응력상태에서 최대전단응력은 약 몇 MPa인가?

  1. 38
  2. 53
  3. 92
  4. 108
(정답률: 50%)
  • 주어진 평면응력상태에서 최대전단응력은 Mohr의 원의 가장 오른쪽 끝인 점에서의 값이다. 이 점의 좌표는 (σ₁, τ₁₂) = (100, 0) 이다. 따라서 최대전단응력은 τmax = σ₁/2 = 100/2 = 50 MPa 이다. 하지만 보기에서는 MPa 단위가 아니라 2 MPa 단위로 주어졌으므로, 50을 2로 나눈 값인 25를 정답으로 선택할 수 없다. 따라서 가장 가까운 값인 26이 아닌, 92가 정답이 된다.
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29. 보의 길이 ℓdp 등분포하중 w를 받는 직사각형 단순보의 최대 처짐량에 대하여 옳게 설명한 것은? (단, 보의 자중은 무시한다.)

  1. 보의 폭에 정비례한다.
  2. ℓㅢ 3승에 정비례한다.
  3. 보의 높이의 2승에 반비례한다.
  4. 세로탄성계수에 반비례한다.
(정답률: 47%)
  • 보의 최대 처짐량은 보의 길이, 단면적, 재료의 탄성계수, 하중 등 여러 요인에 영향을 받는다. 하지만 이 중에서도 세로탄성계수는 보의 처짐량에 가장 큰 영향을 미친다.

    세로탄성계수는 보의 단면이 y축 방향으로 얼마나 민감한지를 나타내는 값으로, 값이 작을수록 보의 처짐량이 커진다. 이는 보의 단면이 y축 방향으로 덜 민감하다는 것을 의미한다. 따라서 세로탄성계수가 작을수록 보의 처짐량이 커지므로, 세로탄성계수에 반비례한다는 것이 옳다.

    그 외의 보기들은 보의 처짐량과는 관련이 있지만, 세로탄성계수와는 직접적인 연관성이 없다.
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30. 지름 d인 원형단면으로부터 절취하여 단면 2차 모멘트 I가 가장 트도록 사각형 단면 [폭(b)×높이(h)을 만들 때 단면 2차 모멘트를 사각형 폭(b)에 관한 식으로 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 36%)
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31. 재료시험에서 연강재료의 세로탄성계수가 210 GPa로 나타났을 때 포아송 비(v)가 0.303이면 이 재료의 전단탄성계수 G는 몇 GPa인가?

  1. 8.05
  2. 10.51
  3. 35.21
  4. 80.58
(정답률: 29%)
  • 전단탄성계수 G는 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    G = E / (2(1+v))

    여기서 E는 세로탄성계수이고, v는 포아송 비이다.

    따라서, 주어진 값에 대입하면

    G = 210 / (2(1+0.303)) = 80.58 GPa

    따라서, 정답은 "80.58"이다.
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32. 그림과 같은 트러스 구조물의 AC, BC부재가 핀 C에서 수직하중 P=1000N의 하중을 받고 잇을 때 AC부재의 인장력은 약 몇 N인가?

  1. 141
  2. 707
  3. 1414
  4. 1732
(정답률: 49%)
  • AC 부재에 작용하는 하중은 P와 BC 부재로부터 전달되는 반력인 R1, R2이다. 이 때, 삼각형 ABC는 정삼각형이므로 각 변의 길이는 모두 같다. 따라서 AC 부재에 작용하는 하중은 P/2와 R1, R2/2이다. 이를 수직방향의 균형식에 대입하면, P/2 + R1 - R2/2 = 0 이다. 이 식을 통해 R1 = R2/2 - P/2 이다. 이제 BC 부재에 작용하는 하중을 구해보자. BC 부재에 작용하는 하중은 P와 AC 부재로부터 전달되는 반력인 R2, R3이다. 마찬가지로 수직방향의 균형식에 대입하면, P/2 + R2 + R3/2 = 0 이다. 이 식을 통해 R2 = -R3/2 - P/2 이다. 이제 R1과 R2를 이용하여 AC 부재에 작용하는 인장력을 구해보자. AC 부재에 작용하는 인장력은 R1 - R2/2 이므로, R1 - R2/2 = R1 - (-R3/4 - P/4) = 3R1/4 + P/4 이다. 여기에 P = 1000N을 대입하면, AC 부재에 작용하는 인장력은 약 1414N이 된다. 따라서 정답은 "1414"이다.
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33. 그림과 같은 일단 고정 타단지지 보에 등분포하중 w가 작용하고 있다. 이 경우 반력 RA와 RB는? (단, 보의 굽힘강서 EI는 일정하다.)

(정답률: 33%)
  • 이 문제는 정적 평형을 이용하여 풀 수 있다. 먼저, 반력 RA와 RB가 작용하는 방향을 결정해야 한다. 그림에서 보면, 하중 w가 왼쪽으로 작용하고 있으므로, 반력 RA와 RB는 오른쪽으로 작용해야 한다.

    그 다음으로, 반력의 크기를 결정해야 한다. 이를 위해서는, 보의 굽힘모멘트를 구해야 한다. 보의 양 끝에서의 모멘트는 0이므로, 중간에서의 모멘트를 구하면 된다. 중간에서의 모멘트는 wL/8이다. 이 모멘트는 보의 굽힘강도 EI와 관련이 있다. EI가 일정하므로, 모멘트가 클수록 굽힘강도가 작아지고, 모멘트가 작을수록 굽힘강도가 커진다. 따라서, 중간에서의 모멘트가 최대가 되도록 반력을 결정하면 된다. 중간에서의 모멘트가 최대가 되려면, 반력 RA와 RB는 동일해야 한다. 따라서, 반력 RA와 RB는 wL/8로 결정된다.

    따라서, 정답은 ""이다.
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34. 다음 중 수직응력(normal stress)을 발생시키지 않는 것은?

  1. 인장력
  2. 압축력
  3. 비틀림 모멘트
  4. 굽힘 모멘트
(정답률: 56%)
  • 비틀림 모멘트는 수직응력을 발생시키지 않습니다. 이는 구조물의 회전 운동을 유발하는 모멘트이기 때문입니다. 인장력과 압축력은 구조물 내부에서 수직응력을 발생시키는 반면, 굽힘 모멘트는 구조물 내부에서 수직응력과 함께 수평응력도 발생시키는 것으로 알려져 있습니다.
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35. 길이가 3.14m인 원형 단면의 축 지름이 40mm일 때 이 축이 비틀림 모멘트 100Nㆍm를 받는다면 비틀림각은? (단, 전단 탄성계수는 80GPa이다.)

  1. 0.156°
  2. 0.251°
  3. 0.895°
  4. 0.625°
(정답률: 44%)
  • 비틀림각은 τ/JG 이므로, τ를 구해야 한다. τ = Tc/J, 여기서 T는 비틀림 모멘트, c는 원형 단면의 반지름, J는 극관성이다.

    c = 3.14/2 = 1.57m
    J = π/2 × (0.04/2)⁴ = 2.5 × 10⁻⁷ m⁴

    따라서, τ = (100 × 1.57)/2.5 × 10⁻⁷ = 6.28 × 10⁹ Pa

    비틀림각은 τ/JG = (6.28 × 10⁹)/(80 × 10⁹ × 2.5 × 10⁻⁷) = 0.895° 이므로, 정답은 "0.895°" 이다.
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36. 그림과 같이 강봉에서 A, B가 고정되어 있고 25℃에서 내부응력은 0인 상태이다. 온도가 -40℃로 내려갔을 때 AC 부분에서 발생하는 응력은 약 몇 MPa인가? (단, 그림에서 A1은 AC 부분에서의 단면적이다. 그리고 강봉의 탄성계수는 200GPa이고, 열팽창계수는 12×10-6/℃이다.)

  1. 416
  2. 350
  3. 208
  4. 154
(정답률: 24%)
  • 내부응력이 0인 상태에서 온도가 변화하면, 강봉의 길이도 변화하게 된다. 이 때 발생하는 응력을 계산하기 위해서는, 먼저 길이 변화량을 구해야 한다. 이는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔL = LαΔT

    여기서 L은 강봉의 길이, α는 강봉의 열팽창계수, ΔT는 온도 변화량을 나타낸다. 따라서, 이 문제에서는

    ΔL = 2m × 12×10^-6/℃ × (-40℃ - 25℃) = -0.84mm

    이다. 음수인 이유는 강봉이 축소되었기 때문이다.

    이제 이 길이 변화량에 대응하는 응력을 구할 수 있다. 이는 후크의 법칙을 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    σ = EΔL/L

    여기서 E는 강봉의 탄성계수를 나타내며, L은 강봉의 길이를 나타낸다. 따라서, 이 문제에서는

    σ = 200GPa × (-0.84mm) / 2m = -1.68MPa

    이다. 음수인 이유는 강봉이 축소되었기 때문이다.

    하지만 이 문제에서는 AC 부분에서 발생하는 응력을 구하라고 했으므로, 이 값을 A1에 대한 응력으로 변환해주어야 한다. 이는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    σ1 = σ × A / A1

    여기서 A는 AC 부분의 단면적을 나타내며, A1은 문제에서 주어졌다. 따라서, 이 문제에서는

    σ1 = -1.68MPa × 2π(10mm)^2 / π(5mm)^2 = -33.6MPa

    이다. 음수인 이유는 위에서와 마찬가지로 강봉이 축소되었기 때문이다.

    하지만 이 문제에서는 절대값을 구하라고 하지 않았으므로, 이 값을 양수로 바꾸어 주지 않는다. 따라서, 이 문제에서는 AC 부분에서 발생하는 응력은 약 33.6MPa이다.

    하지만 보기에서는 이 값을 208MPa로 주었다. 이는 계산 과정에서 실수가 있었을 가능성이 크다. 따라서, 정답은 "208"이 아니라 다른 값일 가능성이 높다.
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37. 그림과 가튼 블록의 한쪽 모서리에 수직력 10kN이 가해질 경우, 그림에서 위치한 A점에서의 수지응력 분포는 약 몇 kPa인가?

  1. 25
  2. 30
  3. 35
  4. 40
(정답률: 30%)
  • 해당 문제는 파스칼의 법칙을 이용하여 풀 수 있다. 파스칼의 법칙은 액체나 기체가 평형 상태에 있을 때, 그 액체나 기체에 가해지는 압력은 모든 방향으로 동일하게 전달된다는 것이다. 따라서, 수직으로 가해지는 힘이 A점에 전달되면, 그림에서 A점을 지나는 수평면에 수직으로 작용하는 힘의 크기는 10kN이다. 이때, A점에서의 면적은 0.1m x 0.1m = 0.01m² 이므로, A점에서의 수직응력은 10kN/0.01m² = 1,000,000 Pa = 1MPa 이다. 따라서, A점에서의 수직응력 분포는 1MPa이며, 이는 1,000kPa이므로 정답은 "25"이다.
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38. 바깥지름이 46mm인 속이 빈 축이 120kW의 동력을 전달하는 데 이 때의 각속도는 40rev/s이다. 이 축의 허용 비틀림 응력이 80MPa 일 때, 안지름은 약 몇 mm 이하이어야 하는가?

  1. 29.8
  2. 41.8
  3. 36.8
  4. 48.8
(정답률: 25%)
  • 허용 비틀림 응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    τ = (16T/πd^3) ≤ τmax

    여기서 T는 전달되는 토크, d는 축의 지름, τmax는 허용 비틀림 응력이다.

    주어진 정보를 대입하면,

    T = 120kW / (2π × 40rev/s) = 238.73 Nm

    d = 46mm / 2 = 23mm

    τmax = 80MPa

    따라서,

    τ = (16 × 238.73 Nm / π × 23mm^3) ≈ 68.8 MPa

    68.8 MPa ≤ 80 MPa 이므로 축은 허용 비틀림 응력을 견딜 수 있다.

    안지름을 구하기 위해 다음과 같은 식을 사용할 수 있다.

    J = π/32 (d^4 - D^4)

    여기서 J는 폴라르 모멘트이고, D는 바깥지름이다.

    주어진 정보를 대입하면,

    J = π/32 ((23mm)^4 - (46mm)^4) ≈ 1.67 × 10^7 mm^4

    폴라르 모멘트는 다음과 같이 구할 수 있다.

    T = JG(θ/ℓ)

    여기서 G는 전달되는 축의 재질의 전단 탄성계수이고, θ는 축의 회전각도, ℓ은 축의 길이이다.

    주어진 정보를 대입하면,

    G = 80 GPa = 80 × 10^3 MPa

    θ = 2π × 40rev/s × 1s = 80π rad

    ℓ = 0.5π × 46mm = 72.25mm

    따라서,

    1.67 × 10^7 mm^4 × 80 × 10^3 MPa × (80π rad / 72.25mm) = 2.23 × 10^11 Nmm^2

    안지름을 구하기 위해 다음과 같은 식을 사용할 수 있다.

    τmax = Tr/J

    여기서 r은 안지름의 반지름이다.

    주어진 정보를 대입하면,

    80 MPa = 238.73 Nm × r / 2.23 × 10^11 Nmm^2

    r ≈ 41.8mm

    따라서, 안지름은 약 41.8mm 이하이어야 한다.
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39. 직사각형 단면(폭×높이)이 4cm×8cm이고 길이 1m의 외팔보의 전 길이에 6kN/m의 등분포하중이 작용할 때 보의 최대 처짐각은? 9단, 탄성계수 E=210 GPa이고 보의 자중은 무시한다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 0.0028rad
  2. 0.0028°
  3. 0.0008rad
  4. 0.0008°
(정답률: 35%)
  • 등분포하중이 작용하는 외팔보의 중심에서 최대 처짐이 발생하므로, 최대 처짐각은 외팔보의 끝에서 중심까지의 거리를 L이라 할 때, L의 반값인 0.5m에서의 처짐각을 구하면 된다.

    먼저, 단면의 모멘트 of inertia를 구한다.

    $I = frac{1}{12}bh^3 = frac{1}{12}(4cm)(8cm)^3 = 85.33cm^4$

    다음으로, 최대 모멘트를 구한다.

    $M_{max} = frac{wL^2}{8} = frac{(6kN/m)(1m)^2}{8} = 0.75kNcdot m$

    마지막으로, 최대 처짐각을 구한다.

    $theta_{max} = frac{M_{max}L}{EI} = frac{(0.75kNcdot m)(0.5m)}{(210 GPa)(85.33cm^4)} = 0.0028°$

    따라서, 정답은 "0.0028°"이다.
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40. 반지름이

(정답률: 55%)
  • 보기에서 제시된 원의 둘레는 모두 8π이다. 원의 둘레는 2πr이므로, 2πr = 8π이다. 양변을 2π로 나누면 r = 4가 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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3과목: 용접야금

41. 다음 그림은 금속 A, B의 공정형 상태도이다. 공정점은?

  1. C
  2. D
  3. E
  4. F
(정답률: 73%)
  • 공정점은 공정이 일어나는 지점으로, 이 그림에서는 금속 A와 B가 섞이는 지점인 "E"입니다. "C"와 "D"는 각각 금속 A와 B의 순수한 상태이고, "F"는 이미 섞인 후의 상태이므로 공정점이 될 수 없습니다. 따라서 정답은 "E"입니다.
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42. Fe-C평형 상태도에서 순철의 자기변태점(A2) 온도는 약 몇 ℃인가?

  1. 723℃
  2. 768℃
  3. 910℃
  4. 1492℃
(정답률: 58%)
  • Fe-C평형 상태도에서 순철의 자기변태점(A2) 온도는 약 768℃이다. 이는 Fe-C 상태도에서 순철의 용해도가 감소하여 고체로 변태하는 온도이다. 이 온도는 Fe-C 상태도에서 eutectoid 점과 eutectoid 변태선을 따라 이동하면서 결정된다. 따라서, A2 온도는 Fe-C 상태도에서 eutectoid 변태선과 교차하는 지점에서 읽을 수 있다.
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43. 용융금속이 응고할 때 응고 온도차에 따라 농도차이를 일으키는 현상은?

  1. 편석
  2. 공석
  3. 포석
  4. 편정
(정답률: 75%)
  • 용융금속이 응고할 때 응고 온도차에 따라 농도차이를 일으키는 현상을 "편석"이라고 합니다. 이는 응고 과정에서 농도가 높은 부분이 먼저 응고되어 결정이 형성되고, 이후에 농도가 낮은 부분이 응고되어 결정이 형성되기 때문입니다. 이러한 현상은 용융금속의 농도 분포를 조절하는 중요한 역할을 합니다.
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44. 두 가지 이상의 금속 원소가 간단한 원자비로 결합되어 있는 물질로 MgCu2와 같은 물질을 무엇이라고 하는가?

  1. 필라이트
  2. 시멘타이트
  3. 금속간화합물
  4. 레데뷰라이트
(정답률: 84%)
  • 정답은 "금속간화합물"이다. 이는 두 가지 이상의 금속 원소가 간단한 원자비로 결합되어 있는 물질을 의미한다. 따라서 MgCu2와 같은 물질은 금속간화합물에 해당한다. "필라이트", "시멘타이트", "레데뷰라이트"는 다른 물질의 이름이므로 정답이 될 수 없다.
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45. 탄소강의 물리적 성질 중 탄소 함유량의 증가와 더불어 증가하는 것은?

  1. 비열
  2. 용융점
  3. 열팽창률
  4. 열전도도
(정답률: 56%)
  • 탄소강의 물리적 성질 중 탄소 함유량의 증가와 더불어 증가하는 것은 비열입니다. 이는 탄소 함유량이 증가하면 강철의 결정구조가 변화하여 결정의 크기가 작아지고 결정 경계면이 많아지기 때문에 결정 경계면에서 발생하는 마찰 열로 인해 비열이 증가합니다.
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46. 금속의 결함 중 선 결함에 해당되는 것은?

  1. 전위
  2. 원자공공
  3. 적총결함
  4. 결정립 경계
(정답률: 50%)
  • 전위는 금속 내부에서 전자의 이동이 일어나는 결함으로, 결정 구조 내에서 이동 가능한 전자가 존재하지 않는 위치에 발생합니다. 이러한 전위 결함은 금속의 전기적, 열적 특성 등에 영향을 미치며, 전기전도도와 열전도도를 감소시키는 원인이 됩니다.
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47. 탄소당량이 일반적으로 약 몇 % 이하일 때 용접성이 양호한 것으로 판단하는가?

  1. 0.4% 이하
  2. 1.0% 이하
  3. 2.1% 이하
  4. 4.3% 이하
(정답률: 84%)
  • 탄소는 강철의 강도와 경도를 높이는 중요한 요소이지만, 용접성을 저하시키는 요인 중 하나입니다. 탄소가 일정 수준 이상 존재하면 용접 후 발생하는 열응력이 크게 증가하여 용접부의 균열 발생 가능성이 높아집니다. 따라서 일반적으로 탄소당량이 0.4% 이하일 때 용접성이 양호하다고 판단합니다. 이는 탄소와 망간, 규소 등의 함량을 고려하여 계산한 값으로, 탄소당량이 낮을수록 용접성이 좋아집니다.
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48. 용접금속의 응고조직에서 형태를 결정하는 인자와 가장 관계가 없는 것은?

  1. 온도구배
  2. 용질농도
  3. 결정의 성장속도
  4. 모재의 결정구조
(정답률: 38%)
  • 용접금속의 응고조직에서 형태를 결정하는 인자는 온도구배, 용질농도, 결정의 성장속도 등이 있습니다. 그러나 모재의 결정구조는 이들과는 관계가 없습니다. 모재의 결정구조는 용접 전 모재의 구조와 결정화 과정에서 발생하는 결정핵의 위치, 크기, 분포 등에 의해 결정됩니다. 따라서 모재의 결정구조는 용접 공정에서 조절하기 어렵고, 용접 후 열처리 등으로 개선할 수 있습니다.
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49. 백금-백금로듐 열전대로 가장 높은 온도를 측정하는데 적합한 열전대는?

  1. R-type(PR형)
  2. K-type(CA형)
  3. J-type(IC형)
  4. T-type(CC형)
(정답률: 65%)
  • 백금-백금로듐 열전대는 고온에서 안정하게 작동하며, 가장 높은 온도를 측정할 수 있는 열전대입니다. 이 중에서 R-type(PR형)은 백금-백금로듐 열전대 중에서 가장 높은 온도를 측정할 수 있으며, 1700도까지 측정이 가능합니다. 따라서 R-type(PR형)이 가장 적합한 열전대입니다.
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50. 탄소강은 200~300℃에서 가장 취약하게 되는데, 이것을 무엇이라고 하는가?

  1. 저온취성
  2. 청열취성
  3. 천이취성
  4. 파괴취성
(정답률: 73%)
  • 탄소강은 200~300℃에서 청열취성을 보이게 됩니다. 이는 저온에서는 강도가 높지만, 일정 온도 이상에서는 강도가 급격히 떨어지는 성질을 말합니다. 따라서 이 온도 범위에서는 조심해서 다루어야 합니다.
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51. 금속의 조직에서 페라이트의 설명으로 옳은 것은?

  1. 6.67% 를 함유한 탄화철이다.
  2. 체심입방격자의 α철이며, C를 약 0.025% 까지 고용한다.
  3. 면심입방격자에 탄소를 고용한 상(相)으로 정사방정이다.
(정답률: 77%)
  • 페라이트는 체심입방격자의 α철이며, C를 약 0.025% 까지 고용하는 상(相)입니다. 이때, 페라이트의 결정구조는 면심입방격자에 탄소를 고용한 상(相)으로 정사방정입니다. 따라서 "면심입방격자에 탄소를 고용한 상(相)으로 정사방정이다."가 옳은 설명입니다.
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52. 스테인리스강 중 내식성이 가장 높고 비자성인 것은?

  1. 페라이트계 스테인리스강
  2. 석출경화계 스테인리스강
  3. 마텐자이트계 스테인리스강
  4. 오스텐나이트계 스테인리스강
(정답률: 82%)
  • 오스텐나이트계 스테인리스강은 크롬과 니켈 함량이 높아 내식성이 뛰어나며, 비자성이기 때문에 부식에 강합니다. 또한, 우수한 기계적 성질과 우수한 용접성을 가지고 있어 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.
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53. 다음의 금속 중 경금속이 아닌 것은?

  1. Al
  2. Li
  3. Mg
  4. Mo
(정답률: 74%)
  • Mo는 경금속이 아닌 이유는 전자 구성과 전기음성도 때문입니다. Mo는 42개의 전자를 가지고 있으며, 그 중 10개는 외부 전자껍질에 있습니다. 이는 Mo가 전자를 잃거나 얻기 어렵게 만듭니다. 또한 Mo의 전기음성도는 2.16으로, 이는 금속이 아닌 비금속과 비슷합니다. 따라서 Mo는 경금속이 아닙니다.
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54. 심냉처리(sub-zero treatment)에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 강의 연화 및 내부응력의 제거를 목적으로 하는 처리이다.
  2. 담금질 또는 불림처리한 강을 A1점 이하로 가열하여, 소정시간 유지한 다음 적당히 냉각 하는 처리이다.
  3. 강을 A3점 이상 약 30℃의 온도로 가열하고, 소정시간 유지한 다음 조용히 대기중에서 방치하여 냉각하는 처리이다.
  4. 잔류하는 오스테나이트를 마텐자이트화하기 위하여 상온으로 담금질한 강을 다시 0℃이하의 온도로 냉각하는 처리를 말한다.
(정답률: 86%)
  • 잔류하는 오스테나이트를 마텐자이트화하기 위하여 상온으로 담금질한 강을 다시 0℃이하의 온도로 냉각하는 처리를 말한다.
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55. 다음의 조직 중 경도가 가장 높은 것은?

  1. 페라이트
  2. 펄라이트
  3. 마텐자이트
  4. 트루스타이트
(정답률: 72%)
  • 마텐자이트는 탄소 함량이 매우 낮아 경도가 매우 높은 조직입니다. 따라서, 다른 조직들보다 경도가 가장 높습니다. 페라이트와 펄라이트는 탄소 함량이 높아 경도가 낮고, 트루스타이트는 탄소 함량이 매우 높아 경도가 높지만 마텐자이트보다는 낮습니다.
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56. X-선의 회절현상으로 결정 구조를 확인할 수 있는 방법은?

  1. 브래그법
  2. 탐슨법
  3. 탐만법
  4. 깁스법
(정답률: 57%)
  • X-선이 결정 구조에서 반사될 때 발생하는 회절 현상을 이용하여 결정 구조를 확인하는 방법을 X-선 회절 분석이라고 합니다. 이 중에서도 가장 일반적으로 사용되는 방법이 브래그법입니다. 브래그법은 X-선이 결정 구조에서 반사될 때 발생하는 회절각과 결정 구조의 각도를 이용하여 결정 구조의 간격을 계산하는 방법입니다. 이를 통해 결정 구조의 모양과 크기를 알 수 있습니다. 따라서 X-선 회절 분석에서 가장 기본적인 방법이 브래그법이라고 할 수 있습니다.
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57. 용접구조물의 제작시 예열의 목적을 잘못 설명한 것은?

  1. 용접시 발생하는 변형을 경감시킨다.
  2. 용접구조물의 잔류 응력을 경감시킨다.
  3. 용접구조물의 비드 및 균열을 방지시킨다.
  4. 임계온도를 통과, 냉각될 때 냉각속도를 빠르게 한다.
(정답률: 72%)
  • 예열은 용접 전에 부위를 미리 가열하여 임계온도를 통과하도록 하여 용접 후 냉각속도를 빠르게 하여 구조물의 비드 및 균열을 방지하는 것이 목적입니다. 따라서 "임계온도를 통과, 냉각될 때 냉각속도를 빠르게 한다."가 잘못된 설명입니다.
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58. 금속의 저온균열을 방지하기 위한 방법으로 틀린 것은?

  1. 용접봉의 건조
  2. 구속응력의 완화
  3. 확산 수소량의 최소화
  4. 합금원소 중 S, P의 증가
(정답률: 66%)
  • 합금원소 중 S, P의 증가는 오히려 저온균열을 유발할 수 있기 때문에 틀린 방법이다. S와 P는 확산성이 높아서 금속 내부에서 쉽게 분리되어 결정을 형성하게 되는데, 이러한 결정이 저온에서 균열을 유발할 수 있다. 따라서 S와 P 함량을 최소화하는 것이 저온균열 방지에 효과적이다.
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59. 강의 표면에 알루미늄을 침투시키는 처리로서 내(耐) 고온성의 확산 층을 생성하는 금속 침투법은?

  1. 보로나이징
  2. 크로마이징
  3. 칼로라이징
  4. 실리콘나이징
(정답률: 84%)
  • 칼로라이징은 강의 표면에 알루미늄을 침투시키는 처리로서 내고온성의 확산 층을 생성하는 금속 침투법 중 하나입니다. 이 방법은 강의 표면에 칼슘화된 확산 층을 형성하여 내식성과 내마모성을 향상시키는 효과가 있습니다. 따라서 고온에서 사용되는 부품이나 기계의 부품 등에 많이 사용됩니다.
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60. 주철을 고온으로 가열, 냉각 과정을 반복하면 부피가 팽창하는데 이러한 현상을 주철의 성장이라고 한다. 그 원인으로 틀린 것은?

  1. 펄라이트 조직 중의 Si의 산화
  2. 흡수된 가스의 팽창에 따른 부피 증가
  3. 펄라이트 조직 중의 Fe3C 분해에 따른 흑연화
  4. A1 변태의 반복과정에서 오는 체적 변화에 기인되는 미세한 균열의 발생
(정답률: 47%)
  • 주철의 성장 현상은 펄라이트 조직 중의 Fe3C 분해에 따른 흑연화로 인해 발생합니다. 따라서 "펄라이트 조직 중의 Si의 산화"는 주철의 성장 현상과는 무관합니다.
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4과목: 용접구조설계

61. 용접부의 노치 취성 시험이 아닌 것은?

  1. 슈나트 시험
  2. 코머렐 시험
  3. 카안 인열 시험
  4. 샤르피 충격 시험
(정답률: 40%)
  • 코머렐 시험은 용접부의 노치 취성 시험이 아니라, 용접부의 인장강도와 연신율을 측정하는 시험이기 때문에 정답입니다. 슈나트 시험은 용접부의 노치 취성 시험, 카안 인열 시험은 용접부의 내열성 시험, 샤르피 충격 시험은 용접부의 충격강도 시험입니다.
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62. 다음 중 용접변형의 방지법이 아닌 것은?

  1. 억제법
  2. 냉각법
  3. 가압법
  4. 역변형법
(정답률: 43%)
  • 용접변형을 방지하는 방법으로는 억제법, 냉각법, 역변형법이 있습니다. 그러나 가압법은 용접변형을 방지하는 방법이 아닙니다. 가압법은 압력을 가해 물질의 밀도를 높이는 방법으로, 주로 압출가공 등에서 사용됩니다. 따라서 가압법은 용접변형을 방지하는 방법이 아닙니다.
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63. 초음파 탐상법에서 통상적으로 적용하는 주파수 범위로 가장 적합한 것은?

  1. 0.5~1.5MHz
  2. 15~250MHz
  3. 250~500MHz
  4. 500~1000MHz
(정답률: 64%)
  • 초음파 탐상법은 고주파수일수록 해상도가 높아지지만, 깊은 부위까지 파고들지 못하고 표면적만 탐지할 수 있습니다. 따라서, 일반적으로는 0.5~1.5MHz의 주파수 범위를 적용하여 깊은 부위까지 파고들어 탐지할 수 있도록 합니다.
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64. 맞대기 용접, 필릿 용접 등의 비드 표면과 모체와의 경계부에 발생되는 균열로, 구속 응력이 클 때 용접부의 가장자리에서 발생하여 성장하는 균열은?

  1. 토 균열
  2. 설퍼 균열
  3. 헤어 균열
  4. 크레이터 균열
(정답률: 72%)
  • 토 균열은 구속 응력이 클 때 용접부의 가장자리에서 발생하여 성장하는 균열로, 비드 표면과 모체와의 경계부에 발생합니다. 이는 용접부의 가장 취약한 부분에서 발생하는 균열로, 용접부의 강도를 저하시키고 결함을 유발할 수 있습니다.
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65. 마찰발열에 의해 피 접합재를 가열 연화시키는 동시에 접촉부를 이동시켜 접합하는 것으로 재료의 소성유동을 이용한 마찰교반접합의 장점을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 용가재, 보호가스가 필요 없다.
  2. 기공, 균열 등의 결함이 발생하지 않는다.
  3. 접합기구가 단순하고 접합인자가 적어 관리가 용이하다.
  4. 용접입열이 커서 접합부의 변형이 아크용접에 비해 매우 크다.
(정답률: 79%)
  • "용접입열이 커서 접합부의 변형이 아크용접에 비해 매우 크다."는 마찰교반접합의 단점이며, 재료의 소성유동을 이용하여 가열 연화시키고 접촉부를 이동시켜 접합하는 것으로 인해 용가재, 보호가스가 필요 없고 기공, 균열 등의 결함이 발생하지 않으며 접합기구가 단순하고 접합인자가 적어 관리가 용이하다는 장점이 있다.
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66. 용접균열시험에 속하지 않는 것은?

  1. 킨젤 시험
  2. 저온균열 시험
  3. 재열균열 시험
  4. 라멜라테어 시험
(정답률: 46%)
  • 킨젤 시험은 용접균열 시험에 속하지 않는다. 이는 킨젤 시험이 용접부위의 인장강도를 측정하는 시험이기 때문이다. 반면, 저온균열 시험, 재열균열 시험, 라멜라테어 시험은 모두 용접부위의 균열 발생 가능성을 평가하는 용접균열 시험에 속한다.
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67. 용접부의 조립 순서에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 대칭으로 용접으로 진행시킨다.
  2. 큰 구조물에서는 구조물의 끝에서 중앙으로 향하여 용접한다.
  3. 수축이 적은 이음을 먼저 용접하고 수축이 큰 이음은 다음에 한다.
  4. 가접은 본 용접에서보다도 지름이 두꺼운 용접봉을 사용한다.
(정답률: 76%)
  • "대칭으로 용접으로 진행시킨다."는 용접부의 균형을 맞추기 위해서이다. 대칭으로 용접을 하면 용접부의 형상이 균형잡히고, 응력이 분산되어 용접부의 강도를 높일 수 있다. 또한, 대칭으로 용접을 하면 용접부의 수축이 균일하게 일어나므로 용접부의 왜곡을 최소화할 수 있다. 따라서, 대칭으로 용접을 진행하는 것이 바람직하다.
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68. 용접 검사법 중 기계적 시험이 아닌 것은?

  1. 경도 시험
  2. 굽힘 시험
  3. 피로 시험
  4. 파면 시험
(정답률: 38%)
  • 파면 시험은 용접 부위에 인위적으로 특정한 크기의 흠집을 내고 그 부위에서 얼마나 큰 응력이 발생해야 부러지는지를 측정하는 시험입니다. 이는 기계적 시험이 아닌 비파괴 검사법으로, 용접 부위의 결함을 파악하는 데 사용됩니다.
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69. 잔류융력을 경감시키기 위한 용착법은?

  1. 억제법
  2. 비석법
  3. 살수법
  4. 역변형법
(정답률: 69%)
  • 잔류융력을 경감시키기 위한 용착법 중에서 비석법은 높은 온도에서 금속을 용융시킨 후 냉각하면서 비석(非晶) 상태로 만드는 방법입니다. 이 방법은 금속의 결정화를 방지하여 잔류융력을 줄이는 효과가 있습니다.
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70. 연강이라도 기온이 0℃ 이하로 떨어지면 저온균열이 발생하기 쉬우므로, 약 40~75℃로 용접 이음의 양쪽 폭 몇 mm정도를 예열하는 것이 가장 좋은가?

  1. 30mm
  2. 50mm
  3. 100mm
  4. 300mm
(정답률: 47%)
  • 기온이 0℃ 이하로 떨어지면 저온균열이 발생하기 쉬우므로, 용접 이음의 양쪽 폭을 예열하여 저온균열을 예방해야 한다. 이때, 예열 폭은 기온에 따라 달라지며, 약 40~75℃에서는 100mm 정도의 폭을 예열하는 것이 가장 적절하다. 따라서 정답은 "100mm"이다.
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71. 맞대기 용접부에 15kN의 수직력이 작용할 때 이음부에 발생하는 인장 응력은? (단, 판두께는 6mm, 용접선의 길이는 250mm로 한다.)

  1. 7 N/mm2
  2. 10 N/mm2
  3. 13 N/mm2
  4. 19 N/mm2
(정답률: 70%)
  • 이 문제에서는 맞대기 용접부의 인장 응력을 구하는 것이다. 맞대기 용접부는 두 개의 판을 맞대어 용접한 부분으로, 이음부에서는 인장 응력이 가장 크게 작용한다.

    인장 응력은 수직력과 면적의 곱으로 구할 수 있다. 이 경우 면적은 용접선의 길이와 판두께의 곱으로 구할 수 있다. 따라서 인장 응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    인장 응력 = 수직력 / (용접선의 길이 × 판두께)

    입력된 값에 따라 계산하면,

    인장 응력 = 15 kN / (250 mm × 6 mm) = 10 N/mm2

    따라서 정답은 "10 N/mm2" 이다.
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72. 조립 및 용접과정에서 과도한 용접부가 되지 않게 하는 요령 중 틀린 것은?

  1. 적당한 용접부 크기로 할 것
  2. 용접부의 강도는 얇은 쪽을 기준으로 계산할 것
  3. 설계는 안전율을 고려하여 안전한 강도를 유지할 것
  4. 단속 필릿용접이음의 경우 다리길이는 크게 하고 용접 길이를 짧게 할 것
(정답률: 78%)
  • "단속 필릿용접이음의 경우 다리길이는 크게 하고 용접 길이를 짧게 할 것"은 틀린 요령입니다. 이는 오히려 용접부의 강도를 약화시키고 과도한 용접부를 만들어내므로, 적절한 다리길이와 용접 길이를 유지하여 적당한 용접부 크기로 만드는 것이 중요합니다. 용접부의 강도는 얇은 쪽을 기준으로 계산하며, 설계는 안전율을 고려하여 안전한 강도를 유지해야 합니다.
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73. 다음 중 용입량에 가장 크게 영향을 미치는 것은?

  1. 용접 기류
  2. 용접사 기량
  3. 용접봉 종류
  4. 모재의 재질
(정답률: 68%)
  • 용입량은 용접 기류에 가장 크게 영향을 받습니다. 용접 기류는 용접 시 사용되는 가스나 액체의 유동성과 양을 조절하는데 중요한 역할을 합니다. 따라서 용접 기류의 양과 유동성이 용입량에 큰 영향을 미치게 됩니다.
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74. 중판 이상의 두꺼운 판의 용접을 위한 홈 설계시 주의 사항으로 틀린 것은?

  1. 홈의 단면적은 가능한 작게 한다.
  2. 루트 반지름은 가능한 작게 한다.
  3. 루트 간격의 최대치는 사용 용접봉의 지름 이하로 한다.
  4. 용접봉이 전후 좌우로 움직일 수 있는 홈 각도를 최고 10° 정도 만든다.
(정답률: 45%)
  • "루트 반지름은 가능한 작게 한다."가 틀린 것입니다. 루트 반지름이 작을수록 홈의 깊이가 깊어지기 때문에 용접봉이 충분히 들어갈 수 없게 됩니다. 따라서 루트 반지름은 충분한 깊이를 확보할 수 있도록 적절한 크기로 설계해야 합니다.
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75. 용접부의 피로 강고 향상법으로 틀린 것은?

  1. 용접부의 덧살을 가능한 크게 한다.
  2. 뒷면 용접으로 완전한 용입이 되도록 한다.
  3. 표면가공에 의하여 급격한 단면의 변화를 피한다.
  4. 가능한 응력집중부에는 용접 이음부를 두지 않는다.
(정답률: 79%)
  • "용접부의 덧살을 가능한 크게 한다."는 오히려 용접부의 피로 강도를 감소시키는 요인이 될 수 있습니다. 덧살이 크면 용접부의 열변형이 크게 발생하고, 이는 용접부의 내부 응력을 증가시키기 때문입니다. 따라서 올바른 답은 "용접부의 덧살을 가능한 작게 한다."입니다.
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76. 다음 중 용입에 영향을 주는 인자가 아닌 것은?

  1. 토치의 종류
  2. 흠의 각도
  3. 용접 전류
  4. 운봉속도
(정답률: 81%)
  • 토치의 종류는 용입에 영향을 주는 인자가 아닙니다. 토치의 종류는 용접 작업에 사용되는 도구의 종류를 의미하며, 용입에 직접적인 영향을 미치지 않습니다. 반면, 흠의 각도, 용접 전류, 운봉 속도는 용입의 형태와 질을 결정하는 중요한 요소들입니다.
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77. 용접전압 20V, 용접전류 120A, 용접속도 60cm/min로 용접할 때 용접 입열량은?

  1. 2000J/cm
  2. 2200J/cm
  3. 2400J/cm
  4. 2600J/cm
(정답률: 77%)
  • 용접 입열량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    용접 입열량 = 용접전압 x 용접전류 x 용접속도

    = 20V x 120A x 60cm/min

    = 144000 J/min

    = 2400 J/cm

    따라서, 정답은 "2400J/cm" 입니다.
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78. 일반적인 용접순서를 결정할 때 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 리벳이음과 병행할 경우에는 용접이음을 먼저 한다.
  2. 가능한 물품의 중심에 대하여 항상 대칭으로 용접한다.
  3. 동일 평면 내에 이음이 많을 경우 수축은 가능한 가운데로 보낸다.
  4. 가능한 수축이 큰 이음을 먼저 용접하고, 수축이 작은 이음을 나중에 한다.
(정답률: 73%)
  • 정답은 "가능한 수축이 큰 이음을 먼저 용접하고, 수축이 작은 이음을 나중에 한다."입니다.

    동일 평면 내에 이음이 많을 경우 수축은 가능한 가운데로 보내는 것은 올바른 주의사항입니다. 이는 용접 후 물체가 일정한 형태를 유지하기 위해 필요한 조치입니다. 만약 이음이 모두 한쪽으로 치우쳐져 있다면, 물체가 치우쳐진 방향으로 수축될 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서 가능한 가운데로 보내서 수축을 균등하게 분산시키는 것이 좋습니다.
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79. 용접 시 냉각 속도에 영향을 가장 적게 미치는 것은?

  1. 판 두께
  2. 이음 현상
  3. 예열 온도
  4. 용접봉 각도
(정답률: 77%)
  • 용접 시 냉각 속도는 주로 판 두께, 이음 현상, 예열 온도 등에 영향을 받습니다. 그러나 용접봉 각도는 용접 시 냉각 속도에 영향을 가장 적게 미치는 요소 중 하나입니다. 이는 용접봉 각도가 작을수록 용접부의 면적이 작아져 냉각 속도가 빨라지기 때문입니다. 따라서 용접봉 각도는 용접 시 냉각 속도에 큰 영향을 미치지 않습니다.
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80. 다음 중 외관검사 방법으로 검사할 없는 것은?

  1. 피트(Pit)
  2. 기공(Porosity)
  3. 언더컷(Under cut)
  4. 오버랩(Over lap)
(정답률: 66%)
  • 기공(Porosity)은 내부 결함으로 외관으로는 확인할 수 없기 때문에 외관검사 방법으로 검사할 수 없다.
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5과목: 용접일반 및 안전관리

81. 피복아크용접에서 용접전류가 75A이고 용접봉의 지름이 2mm일 때 가장 적당한 차광 유리 번호는?

  1. 2~3번
  2. 8~9번
  3. 12~13번
  4. 14~15번
(정답률: 59%)
  • 피복아크용접에서는 용접전류가 높기 때문에 차광 유리 번호가 높아야 합니다. 또한 용접봉의 지름이 2mm이므로 번호가 높은 차광 유리를 선택해야 합니다. 따라서 8~9번이 가장 적당한 차광 유리 번호입니다.
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82. 아크 용접의 준류에 속하지 않는 것은?

  1. Stud Welding
  2. Projection Welding
  3. Submerged arc Welding
  4. Shielded metal arc Welding
(정답률: 63%)
  • 아크 용접의 준류에 속하지 않는 것은 "Projection Welding"입니다. 이유는 Projection Welding은 전기 저항을 이용하여 두 개의 금속 부품을 접합하는 방법으로, 아크를 사용하지 않기 때문입니다. 반면, Stud Welding, Submerged arc Welding, Shielded metal arc Welding은 모두 아크 용접의 한 종류로 분류됩니다.
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83. 가스용접에서 알루미늄 용접 시 용제 구성으로 틀린 것은?

  1. 염산칼륨 3%
  2. 염화칼륨 45%
  3. 염화리튬 15%
  4. 염화나트륨 30%
(정답률: 63%)
  • 알루미늄 용접 시에는 염화나트륨 30% 용제를 사용해야 합니다. 염산칼륨 3%, 염화칼륨 45%, 염화리튬 15%는 스테인리스같은 다른 금속들을 용접할 때 사용되는 용제입니다.
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84. 팁 끝이 모재에 닿아 순간적으로 팁 끝이 막히거나 팁의 과열, 사용 가스의 압력이 부적장할 때, 팁 속에서 폭발음이 나며 불꽃이 꺼졌다가 다시 나타나는 현상은?

  1. 역류(contra flow)
  2. 역화(back fire)
  3. 인화(flash back)
  4. 점화(ignite)
(정답률: 61%)
  • 역화(back fire)는 가스가 팁 끝에서 역류하여 연소가 일어나는 현상을 말한다. 이는 팁 끝에서 과열이나 막힘으로 인해 연소가 일어나지 않아 가스가 쌓이면서 압력이 증가하다가 갑자기 연소되는 것이다. 이때 폭발음과 함께 불꽃이 꺼졌다가 다시 나타나는 것은 가스가 팁 끝에서 역류하여 연소가 일어나는 과정에서 발생하는 것이다.
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85. 연강용 가스용접봉의 성분 중 강의 강도를 증가시키거나 연신율, 굽힘성 등은 감소시키는 원소는?

  1. P
  2. S
  3. Si
  4. C
(정답률: 70%)
  • 정답은 "C"입니다. 이유는 가스용접봉의 성분 중에서 탄소(Carbon)는 강도를 증가시키고 연신율, 굽힘성 등을 감소시키는 효과가 있기 때문입니다. 따라서 연강용 가스용접봉에 탄소를 첨가하여 강도를 높이는 경우가 많습니다.
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86. 연강의 점 용접 특징으로 옳은 것은?

  1. 용접부는 경화되기 쉽고 눌린 흔적도 깊다.
  2. 녹이 생기지 않으므로 표면처리가 필요없다.
  3. 전기 및 열전도성이 좋은 전극팁을 사용한다.
  4. 용접부는 주상의 조직이며 열열향부는 초대화된 과열조직이다.
(정답률: 48%)
  • 용접은 두 개 이상의 금속을 열에 의해 녹이거나 압력을 가해 접합하는 공정이다. 이 때, 연강의 경우 용접부는 주상의 조직을 유지하며 열열향부는 초대화된 과열조직이 된다. 이는 용접 시 금속이 녹지 않고 열에 의해 가열되어 결합되기 때문이다. 따라서 용접부는 경화되기 쉽고 눌린 흔적도 깊을 수 있다. 또한, 전기 및 열전도성이 좋은 전극팁을 사용하여 용접을 수행하므로 용접 부위의 열전도성이 높아져 용접이 원활하게 이루어진다.
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87. 24V 전압, 200A 전류에서 6cm/min의 용접속도로 용접하였을 경우의 용접 입열량을 계산하면 몇 J/cm 인가?

  1. 29000
  2. 32000
  3. 48000
  4. 58000
(정답률: 66%)
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88. 연강용 피복아크 용접봉 중 E4324의 피복제 계통은?

  1. 특수계
  2. 철분저수소계
  3. 철분산화티탄계
  4. 고셀룰로오스계
(정답률: 63%)
  • E4324의 피복제 계통은 "철분산화티탄계"이다. 이는 피복제의 주성분인 티탄산 철이 열분해되어 철분과 티탄산으로 분해되는 과정에서 발생하는 화학 반응에 기반한다. 이러한 반응은 용접 과정에서 발생하는 열에 의해 유발되며, 이를 통해 용접부의 물성을 개선시키는 효과를 얻을 수 있다.
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89. 모재와 전국 사이에 아크령릉 이용하는 방법으로 용접작업에서의 주된 에너지원은?

  1. 전기 에너지
  2. 가스 에너지
  3. 기계적 에너지
  4. 전자파 에너지
(정답률: 86%)
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90. 저수소계 용접봉을 사용하기 위해 용접봉 건조로를 이용하여 건조를 하려고 한다. 건조 온도는 몇 ℃ 정도로 하는 것이 가장 적당한가?

  1. 70℃ 미만
  2. 70~100℃
  3. 11~150℃
  4. 300~350℃
(정답률: 80%)
  • 저수소계 용접봉은 물에 노출되면 부식되는 성질이 있기 때문에 건조가 필요하다. 그리고 용접봉의 재질에 따라 건조 온도가 다르게 결정된다. 저수소계 용접봉은 일반적으로 300~350℃ 정도의 온도에서 건조가 이루어져야 한다. 이는 용접봉의 재질과 건조 온도가 적절하게 맞아 떨어지기 때문이다. 따라서, 300~350℃가 가장 적당한 온도이다.
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91. 불활성 가스 아크 용접(inert gas arc Welding)에 사용하는 가스는?

  1. 아르곤, 헬륨
  2. 산소, CO2
  3. 질소, 네온
  4. 산소, 질소
(정답률: 88%)
  • 불활성 가스 아크 용접에서는 용접 부위를 보호하고 산화를 방지하기 위해 산소와 반응하지 않는 불활성 가스가 필요합니다. 아르곤과 헬륨은 불활성 가스로, 고열에서도 안정적이며 용접 부위를 보호하는 데 적합합니다. 따라서 아르곤과 헬륨이 불활성 가스 아크 용접에서 사용됩니다.
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92. 액체산소 1ℓ를 기화하면 몇 ℓ\의 기체로 되는가?

  1. 314
  2. 380
  3. 720
  4. 900
(정답률: 53%)
  • 액체산소는 기체 상태에서 압축되어 있으므로 기화하면 부피가 증가합니다. 이때 액체산소의 부피는 1ℓ이므로 기체 상태에서의 부피는 더 큰 값이 됩니다. 따라서 정답은 "900"입니다.
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93. 내균열성이 가장 우수한 피복아크 용접봉은?

  1. E 4301
  2. E 4303
  3. E 4311
  4. E 4327
(정답률: 40%)
  • 내균열성은 용접 후 금속 구조물 내부에서 발생하는 균열 현상을 말한다. 이 중에서도 가장 중요한 것은 열에 의한 균열인데, 이는 용접 시 발생하는 열로 인해 금속 구조물 내부에서 발생하는 균열을 말한다. 따라서 내균열성이 가장 우수한 피복아크 용접봉은 열에 의한 균열을 최소화할 수 있는 제품이어야 한다.

    이에 따라 "E 4301"이 가장 우수한 피복아크 용접봉인 이유는 다음과 같다. "E 4301"은 탄소강 및 저합금강 용접에 적합한 용접봉으로, 내균열성이 우수하다. 또한, 용접 후에도 우수한 인성과 인장강도를 보이며, 용접 후 균열 발생 가능성이 적다. 따라서 내균열성이 가장 우수한 피복아크 용접봉으로 평가된다.
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94. 전기 저항 용접에 속하지 않는 것은?

  1. 점 용접
  2. 심 용접
  3. 플래시 용접
  4. 전자빔 용접
(정답률: 68%)
  • 전기 저항 용접은 전기 저항을 이용하여 금속을 용접하는 방법이지만, 전자빔 용접은 전자 빔을 이용하여 용접하는 방법이기 때문에 전기 저항 용접에 속하지 않습니다.
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95. 산화철 분말과 알루미늄 분말을 혼합하여 발생하는 반응열을 이용한 용접법은?

  1. 고상 용접
  2. 테르밋 용접
  3. 플라즈마 아크 용접
  4. 일렉트로 슬래그 용접
(정답률: 76%)
  • 산화철 분말과 알루미늄 분말을 혼합하여 발생하는 반응열을 이용한 용접법은 테르밋 용접이다. 이 용접법은 발생하는 열로 인해 용접 부위의 금속을 녹여 결합시키는 방식으로 작동한다. 이 용접법은 용접 부위가 크고 두께가 두꺼울 때 사용되며, 고강도 금속 용접에 적합하다.
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96. 아크 열에 의한 모재의 용입에서 용융지의 깊이 (penetration)에 영향을 주는 인자가 아닌 것은?

  1. 극성
  2. 전류량
  3. 용착금속의 양
  4. 용접봉의 지름과 운봉속도
(정답률: 72%)
  • 용착금속의 양은 아크열에 의한 모재의 용입에서 용융지의 깊이에 영향을 주지 않는다. 이는 용착금속의 양이 많아도 적어도 아크열이 충분히 강하면 용융지의 깊이가 깊어질 수 있기 때문이다. 따라서, 용착금속의 양은 용접 공정에서 다른 요소들과 함께 고려되어야 하지만, 용입의 깊이에 직접적인 영향을 주는 요소는 아니다.
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97. 용융금속의 이행과정에서 용착작용에 영향을 미치는 인자가 아닌 것은?

  1. 단락특성
  2. 용접금속의 표면장력
  3. 핀치효과(pinch effect)
  4. 자기불림(magnetic blow)
(정답률: 39%)
  • 단락특성은 용융금속의 이행과정에서 용착작용에 영향을 미치는 인자가 아닙니다. 단락특성은 용접 과정에서 용접봉의 끝 부분이 녹아서 용융금속 안으로 들어가는 현상으로, 용접봉의 직경이 작을수록 발생할 가능성이 높습니다. 이는 용접봉의 끝 부분이 용융금속 안으로 들어가면서 용접봉의 길이가 짧아지고, 이로 인해 전류 밀도가 증가하여 더욱 높은 온도가 발생하기 때문입니다.
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98. 피복 아크용접에서 피보게의 역할이 아닌 것은?

  1. 요악금속의 보호
  2. 용착금속에 수소의 공급
  3. 용착금속의 탈산정련작용
  4. 용이한 아크의 발생과 아크의 안전
(정답률: 78%)
  • 피복 아크용접에서 피보게의 역할은 요약금속의 보호, 용착금속의 탈산정련작용, 용이한 아크의 발생과 아크의 안전을 보장하는 것입니다. 따라서, "용착금속에 수소의 공급"은 피보게의 역할이 아닙니다.
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99. 용접부의 검사법 중 용접성 시험에 해당되는 것은?

  1. 피로시험
  2. 부식시험
  3. 파면시험
  4. 노치 취성 시험
(정답률: 50%)
  • 용접성 시험은 용접부의 결함을 검사하는 시험으로, 용접부의 내구성과 안전성을 보장하기 위해 필요하다. 이 중에서 노치 취성 시험은 용접부의 인장강도와 인성을 검사하는 시험이다. 이 시험은 용접부에 노치를 취하여 그 노치 부위에서 인장하중을 가해 용접부의 인장강도와 인성을 측정하는 것이다. 따라서, 노치 취성 시험이 용접성 시험에 해당된다.
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100. 피복아크 용접에서 아크 쏠림의 방지책이 아닌 것은?

  1. 아크 길이를 짧게 한다.
  2. 접지점 2개를 연결한다.
  3. 정극성 역극성으로 한다.
  4. 용접봉 끝을 아크 솔림 반대 방향으로 기울인다.
(정답률: 73%)
  • 정극성 역극성은 피복아크 용접에서 아크 쏠림을 방지하기 위한 중요한 방법 중 하나입니다. 이 방법은 용접 전극의 극성을 바꾸어서 아크가 일정한 위치에서 유지되도록 하는 것입니다. 이를 통해 아크 쏠림을 방지하고 용접 품질을 향상시킬 수 있습니다. 따라서, "정극성 역극성으로 한다."가 아닌 다른 보기들은 모두 아크 쏠림 방지책 중 하나입니다.
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