용접기사 필기 기출문제복원 (2016-08-21)

용접기사 2016-08-21 필기 기출문제 해설

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용접기사
(2016-08-21 기출문제)

목록

1과목: 기계제작법

1. 절삭가공을 할 때 절삭온도를 측정하는 방법으로 사용하지 않는 것은

  1. 부식을 이용하는 방법
  2. 복사고은계를 이용하는 방법
  3. 열전대(thermo couple)에 의한 방법
  4. 칼로리미터(calorimeter)에 의한 방법
(정답률: 84%)
  • 절삭온도 측정은 열전달이나 복사, 열량 측정 원리를 이용하며, 부식을 이용하는 방법은 온도 측정과 무관한 화학적 반응이므로 사용하지 않습니다.

    오답 노트
    복사고온계, 열전대, 칼로리미터: 모두 온도나 열량을 측정하는 표준적인 방법입니다.
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2. 다음 중 절삭가공에서 공구의 수명에 영향을 주는 절삭조건으로 가장 관계가 적은 것은?

  1. 절삭속도
  2. 절삭유제
  3. 공작물의 재질
  4. 공작물의 크기
(정답률: 79%)
  • 공구 수명은 절삭 시 발생하는 열과 마찰에 직접적인 영향을 받는 요소들에 의해 결정됩니다.
    절삭속도가 빠를수록, 절삭유제가 부족할수록, 공작물 재질이 단단할수록 공구 마모가 심해져 수명이 단축됩니다. 하지만 공작물의 전체적인 크기는 절삭 조건(속도, 이송, 깊이)이 동일하다면 공구의 마모 속도나 수명에 직접적인 영향을 주지 않습니다.
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3. 강선의 냉간인발 중 가공경화가 나타나서 계속적인 작업이 어려울 때 조직을 연화시키기 위하여 항온변태를 시켜서 인발 가공을 용이하게 만드는 열처리 방법은?

  1. 마퀜칭
  2. 파텐팅
  3. 완전 어닐링
  4. 스페로다이징
(정답률: 56%)
  • 파텐팅은 강선의 냉간인발 전, 가공경화를 방지하고 인발 가공을 용이하게 하기 위해 오스테나이트 상태에서 일정 온도(약 700℃)로 급냉시켜 펄라이트를 미세하게 만드는 항온변태 열처리법입니다.
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4. 단조 프레스 용량이 50kN이고, 프레스의 효율이 80%, 단조물의 유효 단면적이 500mm2인 재료를 단조하고자 할 때 단조재료의 변형저항은 몇 MPa인가?

  1. 40
  2. 80
  3. 100
  4. 160
(정답률: 53%)
  • 프레스의 실제 가해지는 힘은 용량에 효율을 곱한 값이며, 변형저항은 이 힘을 유효 단면적으로 나눈 응력 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\sigma = \frac{P \times \eta}{A}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\sigma = \frac{50000 \times 0.8}{500}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\sigma = 80$$
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5. KS규격에 따른 주물사의 시험항목에 해당되지 않는 것은?

  1. 입도 시험
  2. 결합제 시험
  3. 통기도 시험
  4. 압축강도 시험
(정답률: 58%)
  • KS 규격의 주물사 시험은 주물사의 물리적 성질을 평가하는 입도 시험, 가스 배출 능력을 보는 통기도 시험, 형형의 강도를 측정하는 압축강도 시험 등이 포함됩니다. 결합제 시험은 주물사 자체의 표준 시험 항목에 해당하지 않습니다.
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6. 주철, 주강제의 작은 볼(ball)을 고속으로 가공물의 표면에 분사하여 표면을 매끄럽게 하며 동시에 얇은 경화층을 얻어 피로강도나 기계적 성질을 향상시키는 가공 방법은?

  1. 브로칭(broaching)
  2. 버니싱(burnishing)
  3. 숏 피닝(shot-peening)
  4. 액체 호닝(liquid honing)
(정답률: 81%)
  • 작은 볼(ball)을 고속으로 분사하여 표면에 압축 잔류 응력을 형성함으로써 피로 강도를 높이고 표면을 매끄럽게 만드는 가공법은 숏 피닝(shot-peening)입니다.
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7. 주조방법 중 이산화탄소법(CO2법)의 주형 방법으로 적절하지 않는 것은?

  1. CO2 가스를 10~20기압으로 10분 이상 주입시킨다.
  2. CO2 가스 통과를 위하여 사형 표면에 작은 구멍을 많이 뚫는다.
  3. 주조 후 붕괴성을 증대시키기 위하여 1%정도의 피치 분말을 가한다.
  4. 규사에 규산나트륨(Na2Sio3)을 주성분으로 한 점결제 4~6%를 첨가한 주물사호 주형을 만든다.
(정답률: 67%)
  • 이산화탄소법은 규산나트륨 점결제에 $\text{CO}_2$가스를 통과시켜 경화시키는 방법입니다. 이때 가스는 대기압과 유사한 낮은 압력으로 짧은 시간 동안 통과시켜 경화시키며, $10\sim20$기압의 고압으로 $10$분 이상 주입하는 방식은 적절하지 않습니다.
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8. 원형다면봉의 지름을 같은 조건에서 많은 측정을 반복하였을 때 파선으로 표시한 바와 같이 좌우대칭의 산형의 곡선이 된다. 이와 같은 분포를 무엇이라고 하는가?

  1. 유효 분포
  2. 정규 분포
  3. 편차 분포
  4. 계통적 분포
(정답률: 69%)
  • 동일한 조건에서 반복 측정했을 때, 측정값이 평균값을 중심으로 좌우 대칭의 종 모양(산형) 곡선을 그리며 분포하는 것을 정규 분포라고 합니다.
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9. 센터리스 연삭의 특징으로 틀린 것은?

  1. 가늘고 긴 가공무릐 연삭에 적합하다.
  2. 연속자겁을 할 수 있어 대향 생산이 용이하다.
  3. 키 홈과 같은 긴 홈이 있는 가공물은 연삭이 어렵다.
  4. 축 방향의 추력이 있으므로 연삭 여유가 커야 한다.
(정답률: 57%)
  • 센터리스 연삭은 가공물을 지지하는 센터가 없으므로 축 방향 추력이 발생하지만, 정밀 연삭 방식이므로 연삭 여유를 크게 잡지 않고 작게 설정하여 가공하는 것이 특징입니다.
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10. 니켈, 크롬, 망간 등이 함유된 특수강에서 볼 수 있는 현상으로 대기 중에 공냉시키는 것만으로도 마르텐자이트 조직이 생성되어 단단해지는 성질은?

  1. 공냉성
  2. 냉각성
  3. 시효성
  4. 자경성
(정답률: 65%)
  • 특수강을 대기 중에서 공냉시키는 것만으로도 마르텐자이트 조직이 형성되어 스스로 경화되는 성질을 자경성이라고 합니다.
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11. 초음파 가공에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 부도체는 가공할 수 없다.
  2. 공구 이외에는 마모부품이 거의 없다.
  3. 경도가 높고 취성이 큰 공작물도 가공할 수 있다.
  4. 진동하는 공구에 의한 충격으로 가속된 입자를 이용하여 가공한다.
(정답률: 75%)
  • 초음파 가공은 공구의 진동으로 입자를 충격시켜 가공하는 기계적 방식이므로, 전기적 성질과 관계없이 부도체도 가공이 가능합니다.

    오답 노트
    경도가 높고 취성이 큰 재료 가공 가능: 초음파 가공의 주요 특징임
    마모 부품 최소화: 공구 외 마모 부품이 거의 없음
    가공 원리: 진동 공구에 의한 입자 충격 이용
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12. 지름 91MM의 강봉을 회전수 700RPM으로 선삭하는데 절삭저항의 주분력이 735.75n일 때 소요동력은 약 몇 kW인가? (단, 기계 효율은 80%이다.)

  1. 3.03
  2. 4.17
  3. 6.56
  4. 8.17
(정답률: 38%)
  • 절삭 동력은 주분력과 절삭 속도의 곱에 기계 효율을 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{F \times v}{1000 \times \eta}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{735.75 \times (\frac{\pi \times 91 \times 700}{60 \times 1000})}{1000 \times 0.8}$
    ③ [최종 결과] $P = 3.03$
    따라서 소요동력은 $3.03$ kW입니다.
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13. 정밀입자가공에서 입도가 작고 연한 숫돌에 적은 압력으로 가압하면서 진동을 주고 가공물에 이송을 주면서 표면을 정밀하게 다듬질하는 가공법은?

  1. 래핑
  2. 호닝
  3. 숏 피닝
  4. 슈퍼피니싱
(정답률: 74%)
  • 입도가 작고 연한 숫돌을 사용하여 적은 압력과 진동, 이송을 통해 표면을 정밀하게 다듬는 가공법은 슈퍼피니싱입니다.
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14. 다음 중 센터 등을 사용하지 않고 연삭할 수 있으며, 가늘고 긴 가공물의 연삭을 하는데 적합한 연삭기는?

  1. 내면 연삭기
  2. 외경 연삭기
  3. 평면 연삭기
  4. 센터리스 연삭기
(정답률: 78%)
  • 센터리스 연삭기는 이름 그대로 센터를 사용하지 않고 가공물을 지지하며, 특히 가늘고 긴 원통형 가공물을 대량으로 정밀하게 연삭하는 데 가장 적합합니다.
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15. 방전가공에서 측전기법에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 가공속도가 느리다.
  2. 가공액으로는 변압기유나 휘발유 혹은 모빌유를 사용한다.
  3. 전원전압이 높으면 다듬질면이 거칠어 구명정도(精度)가 나빠진다.
  4. 축전기의 용량이 클수록 가공능률은 높지만, 가공정도(精度)가 저하된다.
(정답률: 62%)
  • 방전가공의 축전기법(RC 회로)에서는 절연 파괴와 방전을 돕기 위해 주로 가공액으로 등유(Kerosene)를 사용합니다.

    오답 노트
    변압기유나 휘발유 혹은 모빌유를 사용한다: 가공액으로 등유를 사용하는 것이 일반적입니다.
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16. 어미자의 최소눈금이 0.5mm, 어미자의 눈금 12mm를 25등분한 버니어 캘리퍼스의 최소 읽음 값(mm)은?

  1. 0.02
  2. 0.03
  3. 0.04
  4. 0.05
(정답률: 66%)
  • 버니어 캘리퍼스의 최소 읽음 값은 어미자의 최소 눈금에서 버니어 눈금 1칸의 값을 뺀 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = a - \frac{a}{n}$ (여기서 $a$는 어미자 최소 눈금, $n$은 버니어 분할 수)
    ② [숫자 대입] $L = 0.5 - \frac{12}{25}$ (단, 버니어 12mm를 25등분한 경우의 1칸 값은 $12 \div 25 = 0.48$)
    ③ [최종 결과] $L = 0.02$
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17. 회전하는 상자에 공작물과 숫동 입자, 공작액, 컴파운드 등을 함께 넣어 공작물이 입자와 충돌하는 동안에 그 표면의 요철을 제거하며 매끈한 가공면을 얻는 가공법은?

  1. 숏 피닝
  2. 배럴 가공
  3. 전해 가공
  4. 초음파 가공
(정답률: 64%)
  • 회전하는 통(배럴) 안에 공작물과 연마제, 공작액을 함께 넣어 충돌과 마찰을 통해 표면의 요철을 제거하는 가공법은 배럴 가공입니다.
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18. 산소 용기에 저장하는 산소는 몇 도의 온도에서 150기압으로 압축하여 충전하는가?

  1. 5℃
  2. 15℃
  3. 35℃
  4. 55℃
(정답률: 60%)
  • 고압가스 안전관리법 시행규칙에 따라 산소를 포함한 고압가스 용기는 섭씨 $35^{\circ}C$이하의 온도로 유지하여 충전해야 합니다.
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19. 전기저항 용접에서 발생열량 Q(cal)을 구하는 식으로 옳은 것은? (단, I:전류(A), R: 저항(Ω), t: 시간(sec)이다.)

  1. Q=0.124I2Rt
  2. Q=0.238I2Rt
  3. Q=0.348I2Rt
  4. Q=0.424I2Rt
(정답률: 65%)
  • 전기저항 용접에서 발생하는 열량은 줄의 법칙($$Q = I^2Rt$$)을 기반으로 하며, 이때 단위가 Joule(J)에서 calorie(cal)로 변환되어야 합니다. $1\text{ J} \approx 0.238\text{ cal}$이므로 이를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $Q = 0.238I^2Rt$
    ② [숫자 대입] (단위 변환 계수 $0.238$ 적용)
    ③ [최종 결과] $Q = 0.238I^2Rt$
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20. 기계 재료에서 소성과 반대되는 성질로 재료에 외력을 가한 후 힘을 제거하면 본래의 형상으로 되돌아오는 기계적 성질은?

  1. 연성(ductility)
  2. 탄성(elasticity)
  3. 가소성(plasticity)
  4. 가단성(malleability)
(정답률: 80%)
  • 외력을 가해 변형시킨 재료에서 힘을 제거했을 때 원래의 형상과 크기로 되돌아오는 성질을 탄성(elasticity)이라고 합니다. 이는 영구 변형이 남는 소성(plasticity)과 정반대되는 개념입니다.

    오답 노트
    연성(ductility): 가늘고 길게 늘어나는 성질
    가소성(plasticity): 힘을 제거해도 원래대로 돌아오지 않는 성질
    가단성(malleability): 압력을 가해 얇게 펴지는 성질
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2과목: 재료역학

21. 길이가 ℓ인 양단고정보의 중앙에 집중하중 P를 받고 있을 때, C점에서의 굽힘모멘트 Mc는?

(정답률: 42%)
  • 양단고정보의 중앙에 집중하중 $P$가 작용할 때, 지점 A, B에서의 모멘트와 중앙점 C에서의 모멘트는 정해진 공식에 의해 결정됩니다. 중앙점 C에서의 굽힘모멘트는 전체 길이 $\ell$에 대해 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $M_C = \frac{Pl}{8}$
    ② [숫자 대입] (주어진 기호 그대로 대입)
    ③ [최종 결과] $M_C = \frac{Pl}{8}$
    따라서 정답은 입니다.
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22. 폭 b가 일정하고 길이가 L인 4각형 단면 외팔보의 자유단에 집중하중 P가 작용하고 있다. 외팔보 내부의 최대굽힘응력을 균일하게 유지하기 위한 보의 높이 h를 벽으로부터의 거리 x에 대한 함수로 옳게 나타낸 것은? (단, 여기서 C는 상수이다.)

(정답률: 44%)
  • 최대굽힘응력 $\sigma_{max}$를 일정하게 유지하기 위해 굽힘모멘트 $M$과 단면계수 $Z$의 관계를 이용합니다. 외팔보의 자유단에서 거리 $x$만큼 떨어진 지점의 모멘트는 $M = P(L-x)$이며, 사각형 단면의 단면계수는 $Z = \frac{bh^2}{6}$입니다.
    $$\sigma_{max} = \frac{M}{Z} = \frac{P(L-x)}{\frac{bh^2}{6}}$$
    여기서 $\sigma_{max}$, $P$, $b$가 상수이므로 $h^2$은 $(L-x)$에 비례해야 합니다.
    ① [기본 공식] $h = C\sqrt{L-x}$
    ② [숫자 대입] (상수 관계식으로 대입 과정 생략)
    ③ [최종 결과] $h = C\sqrt{L-x}$
    따라서 정답은 입니다.
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23. 포와송 비를 v, 전단탄성계수를 G라 할 때, 세로탄성계수 E를 나타내는 식은?

  2. 2G(1-v)
  4. 2G(1+v)
(정답률: 50%)
  • 재료역학에서 세로탄성계수 $E$, 전단탄성계수 $G$, 포와송 비 $\nu$ 사이의 관계식을 묻는 문제입니다. 탄성론의 기본 관계식에 의해 세로탄성계수는 전단탄성계수의 2배에 $(1 + \text{포와송 비})$를 곱한 값과 같습니다.
    핵심 공식: $E = 2G(1 + \nu)$
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24. 그림과 같이 길이가 다르고 지름이 같은 동일재질의 강봉에 강체로 된 보가 달려 있다. 이보가 힘 P를 받아도 힘을 받기 전과 동일하게 수평을 유지하고 있을 때 강봉 AB에 작용하는 힘은 CD에 작용하는 힘의 몇 배가 되는가?

  1. 2.25배
  2. 1.67배
  3. 1.50배
  4. 1.25배
(정답률: 57%)
  • 강체 보가 수평을 유지한다는 것은 두 강봉의 변형량($\delta$)이 동일함을 의미합니다. 변형량 공식 $\delta = \frac{PL}{AE}$에서 $A, E$가 동일하므로 $P \times L$ 값이 같아야 합니다.
    ① [기본 공식] $P_{AB} \times L_{AB} = P_{CD} \times L_{CD}$
    ② [숫자 대입] $P_{AB} \times 20 = P_{CD} \times 30$
    ③ [최종 결과] $\frac{P_{AB}}{P_{CD}} = \frac{30}{20} = 1.50 \text{배}$
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25. 길이가 I인 외팔보에 균일분포 하중 w가 작용하고 있을 때 최대 처짐량은? (단, 보의 굽힘 강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

(정답률: 47%)
  • 외팔보에 균일분포하중이 작용할 때 자유단에서 발생하는 최대 처짐량을 구하는 공식 문제입니다. 외팔보의 등분포하중 처짐 공식은 $\frac{\omega L^4}{8EI}$ 입니다. 따라서 정답은 입니다.
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26. 그림과 같이 양단에서 모멘트가 작용할 경우 A지점의 처짐각 θA는? (단, 보의 굽힘 강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)

(정답률: 35%)
  • 양단에 모멘트가 작용하는 단순보의 처짐각을 구하는 문제입니다. A지점의 처짐각 $\theta_A$는 각 단부 모멘트의 합산 효과로 결정되며, 공식에 따라 $\theta_A = \frac{(M_A + M_B)L}{EI}$ 형태가 됩니다. 주어진 조건에서 $M_A = M$, $M_B = 2.5M$이므로 이를 합산하면 $3.5M$이 되며, 이를 정리하면 $\frac{3.5ML}{EI} = \frac{7ML}{2EI}$가 되어야 하나, 지정된 정답 $\frac{3ML}{4EI}$는 에 해당합니다.
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27. 약 50kW의 동력을 초당 10회전으로 전달하려고 한다. 이 때 축에 작용하는 토크(NㆍM)는 약 얼마인가?

  1. 200 NㆍM
  2. 400 NㆍM
  3. 600 NㆍM
  4. 800 NㆍM
(정답률: 34%)
  • 동력과 토크, 회전속도의 관계식을 이용하여 토크를 산출하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{P}{\omega} = \frac{P}{2\pi n}$
    ② [숫자 대입] $T = \frac{50000}{2 \times \pi \times (10 \times 2\pi)}$ (단, 초당 10회전이므로 $\omega = 10 \times 2\pi \text{ rad/s}$)
    ③ [최종 결과] $T \approx 795.8 \approx 800$
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28. 그림과 같은 균일 단면 단순보의 일부에 균일분포하중이 작용할 때 중앙점 C에서의 굽힘모멘트는 약 몇 kNㆍm인가? (단, 굽힘 강성 EI는 일정ㅇ하고, 보의 자중은 무시한다.)

  1. 5
  2. 4.5
  3. 4
  4. 3.5
(정답률: 49%)
  • 반력 계산 후 중앙점 C에서의 모멘트를 구하는 문제입니다. 먼저 전체 하중은 $2\text{kN/m} \times 3\text{m} = 6\text{kN}$이며, 지점 A와 B의 반력 $R_A, R_B$를 구하면 $R_A = 4.5\text{kN}$, $R_B = 1.5\text{kN}$이 됩니다. 중앙점 C는 A로부터 $3\text{m}$ 떨어진 지점이므로, A지점 반력에 의한 모멘트와 분포하중에 의한 모멘트의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M_C = R_A \times L_1 - \frac{\omega L_1^2}{2}$
    ② [숫자 대입] $M_C = 4.5 \times 3 - \frac{2 \times 3^2}{2}$
    ③ [최종 결과] $M_C = 4.5$
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29. 속이 찬 원형축을 비틀 때 다음 중 어느 경우가 가장 비틀기 어려운가? (단, G는 재료의 전단탄성개수이며, 비틀림 각도와 축의 길이는 일정하다.)

  1. 축 지름이 크고, G의 값이 작을수록 어렵다.
  2. 축 지름이 작고, G의 값이 클수록 어렵다.
  3. 축 지름이 크고, G의 값이 클수록 어렵다.
  4. 축 지름이 작고, G의 값이 작을수록 어렵다.
(정답률: 56%)
  • 비틀기 어렵다는 것은 비틀림 강성($GJ$)이 크다는 것을 의미합니다. 비틀림 강성은 전단탄성계수 $G$와 극관성모멘트 $J$의 곱으로 결정되며, $J$는 축 지름의 4제곱에 비례합니다.
    따라서 축 지름이 크고, $G$의 값이 클수록 비틀림 강성이 최대가 되어 가장 비틀기 어렵습니다.
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30. 지름 10cm, 길이 1.2m의 둥근 막대의 일단을 고정하고 자유단을 10° 비틀었다고 하면, 막대에 생기는 최대전단응력은 약 몇 MPa인가? (단, 막대의 전다난성계수 G=8.4 GPa이다.)

  1. 81
  2. 71
  3. 61
  4. 41
(정답률: 28%)
  • 원형축의 비틀림각과 최대전단응력의 관계식을 이용하여 계산합니다. 각도는 라디안 단위로 변환하여 대입합니다.
    ① [기본 공식] $\tau_{max} = \frac{G \theta r}{L}$
    ② [숫자 대입] $\tau_{max} = \frac{8.4 \times 10^{3} \times (10 \times \frac{\pi}{180}) \times 0.05}{1.2}$
    ③ [최종 결과] $\tau_{max} = 61.08$
    따라서 최대전단응력은 약 61 MPa입니다.
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31. 양단 회전 기둥과 일단고정 타단자유 기둥의 좌굴하중을 각각 P1, 및 P2라 하면 이들의 비 P2/P1는 얼마인가? (단, 재질, 길이(L), 단면 형상 조건은 모두 동일하다고 가정한다.)

  1. 1/3
  2. 1/4
  3. 1/8
  4. 1/2
(정답률: 46%)
  • 좌굴하중은 유효길이의 제곱에 반비례합니다. 양단 회전 기둥의 유효길이는 $L$이고, 일단고정 타단자유 기둥의 유효길이는 $2L$입니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{\pi^{2}EI}{(kL)^{2}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{P_{2}}{P_{1}} = \frac{(1L)^{2}}{(2L)^{2}}$
    ③ [최종 결과] $\frac{P_{2}}{P_{1}} = \frac{1}{4}$
    따라서 두 좌굴하중의 비는 1/4입니다.
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32. 폭이 3cm 이고, 높이가 4cm 인 직사각형 단면보에 수직방향으로 전단력이 800N 작용할 때 이 보 속의 최대전단응력은 몇 MPa 인가?

  1. 0.7 MPa
  2. 1.0 MPa
  3. 1.3 MPa
  4. 1.6 MPa
(정답률: 42%)
  • 직사각형 단면보의 최대전단응력은 평균전단응력의 1.5배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\tau_{max} = 1.5 \times \frac{P}{b \times h}$
    ② [숫자 대입] $\tau_{max} = 1.5 \times \frac{800}{30 \times 40}$
    ③ [최종 결과] $\tau_{max} = 1.0$
    따라서 최대전단응력은 1.0 MPa입니다.
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33. 그림과 같은 두 개의 판재가 볼트로 체결된 채 500N의 인장력을 받고 있다. 볼트의 중간단면에 작용하는 전단응력은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 5.25 MPa
  2. 6.37 MPa
  3. 7.43 MPa
  4. 8.76 MPa
(정답률: 44%)
  • 두 판재가 겹쳐진 상태에서 볼트 하나가 하중을 지지하는 단일 전단(Single Shear) 상태입니다. 전단응력 공식 $\sigma = \frac{P}{A}$를 사용하며, 문제의 정답 도출을 위해 볼트 지름 $d=10\text{mm}$가 적용되었습니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{P}{\frac{\pi d^{2}}{4}}$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{500}{\frac{\pi \times 10^{2}}{4}}$
    ③ [최종 결과] $\tau = 6.37$
    따라서 볼트 중간단면의 전단응력은 $6.37\text{MPa}$입니다.
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34. 그림과 같이 수평 강체봉 AB의 한쪽을 벽에 힌지로 연결하고 죄임봉 CD로 매단 구조물이 있다. 죄임봉의 단면적은 1cm2, 허용 인장응력은 100MPa 일 때 B단의 최대 안전하중은 P는 몇 kN인가?

  1. 3
  2. 3.75
  3. 6
  4. 8.33
(정답률: 28%)
  • 점 A에 대한 모멘트 평형 조건($\sum M_A = 0$)을 이용하여 죄임봉 CD에 걸리는 하중을 구한 뒤, 허용 응력을 통해 최대 하중 $P$를 산출합니다.
    죄임봉 CD의 길이 $L = \sqrt{4^{2} + 3^{2}} = 5\text{m}$이며, 수직 성분은 $F \times \frac{3}{5}$입니다.
    ① [기본 공식] $P \times 8 = F \times \frac{3}{5} \times 4$
    ② [숫자 대입] $F = \sigma \times A = 100 \times 10^{6} \times 100 \times 10^{-6} = 10\text{kN}$
    ③ [최종 결과] $P = \frac{10 \times 0.6 \times 4}{8} = 3$
    따라서 최대 안전하중 $P$는 $3\text{kN}$입니다.
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35. 그림과 같은 단면의 x축에 대한 단면 2차 모멘트는?

  1. a4
(정답률: 40%)
  • 삼각형 단면의 $x$축에 대한 단면 2차 모멘트를 구하는 문제입니다. 밑변의 길이가 $2a$이고 높이가 $a$인 삼각형의 단면 2차 모멘트 공식 $\frac{bh^{3}}{36}$ (도심축 기준) 또는 적분을 통해 계산합니다.
    해당 도형은 $x$축이 밑변에 위치하므로, 밑변 $b=2a$, 높이 $h=a$를 적용한 공식 $\frac{bh^{3}}{12}$를 사용합니다.
    ① [기본 공식] $I_{x} = \frac{bh^{3}}{12}$
    ② [숫자 대입] $I_{x} = \frac{2a \times a^{3}}{12}$
    ③ [최종 결과] $I_{x} = \frac{a^{4}}{6}$
    따라서 정답은 입니다.
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36. 안지름이 2m이고 1000kPa 내압이 작용하는 원통형 압력 용기의 최대 사용응력이 200MPa이다. 용기의 두께는 약 몇 mm인가? (단, 안전계수는 2이다.)

  1. 5
  2. 7.5
  3. 10
  4. 12.5
(정답률: 32%)
  • 압력 용기의 얇은 벽 원통 이론을 적용하여 두께를 산출합니다. 이때 허용 응력은 최대 사용응력을 안전계수로 나눈 값으로 적용합니다.
    ① [기본 공식] $t = \frac{P D}{2 \sigma_{all}}$
    ② [숫자 대입] $t = \frac{1 \times 2000}{2 \times (200 / 2)}$
    ③ [최종 결과] $t = 10$
    따라서 용기의 두께는 $10\text{mm}$입니다.
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37. 15℃에서 양단을 고정한 둥근 막대에 발생하는 열응력이 85MPa을 넘지 않도록 하려고 할 때 온도의 허용범위는? (단, 재료의 세로탄성계수는 210GPa, 열팽창계수는 11.5×10-6/K이다.)

  1. -9.5℃ ~ 39.5℃
  2. -20.0℃ ~ 50.2℃
  3. -33.2℃ ~ 63.2℃
  4. -41.9℃ ~ 71.9℃
(정답률: 58%)
  • 양단을 고정한 막대의 열응력 공식과 온도 변화의 관계를 이용하여 허용 온도 범위를 구합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = E \alpha \Delta T$
    ② [숫자 대입] $85 \times 10^{6} = 210 \times 10^{9} \times 11.5 \times 10^{-6} \times \Delta T$
    ③ [최종 결과] $\Delta T = 35.2$
    기준 온도 $15^{\circ}C$에서 $\pm 35.2^{\circ}C$ 범위를 계산하면 $-20.0^{\circ}C \sim 50.2^{\circ}C$가 됩니다.
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38. 평면 응력상태에서 σx=100MPa, σy=50MPa일 때 x방향과 y방행의 변형률 Ex, Ey는 약 얼마인가? (단, 이재료의 세로탄성계수는 210GPa, 포와송 비 v=0.3이다.)

  1. Ex=200×10-6, Ey=46×10-6
  2. Ex=405×10-6, Ey=95×10-6
  3. Ex=405×10-6, Ey=405×10-6
  4. Ex=808×10-6, Ey=190×10-6
(정답률: 56%)
  • 평면 응력 상태에서 각 방향의 변형률은 해당 방향의 응력에 의한 변형과 다른 방향 응력에 의한 포아송 효과를 합산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\epsilon_{x} = \frac{1}{E}(\sigma_{x} - \nu\sigma_{y}), \epsilon_{y} = \frac{1}{E}(\sigma_{y} - \nu\sigma_{x})$$
    ② [숫자 대입]
    $$\epsilon_{x} = \frac{1}{210000}(100 - 0.3 \times 50), \epsilon_{y} = \frac{1}{210000}(50 - 0.3 \times 100)$$
    ③ [최종 결과]
    $$\epsilon_{x} = 405 \times 10^{-6}, \epsilon_{y} = 95 \times 10^{-6}$$
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39. 그림과 같이 균일 분포하중을 받고 있는 돌출봉의 굽힘모멘트 선도(BMD)는?

(정답률: 57%)
  • 균일 분포하중을 받는 보에서 굽힘모멘트는 하중의 적분 형태인 2차 곡선(포물선) 형태로 나타납니다. 지점 밖의 돌출부에서는 모멘트가 음의 방향으로 발생하고, 지점 사이 구간에서는 양의 방향으로 볼록한 포물선 형태가 됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
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40. 공학적 변형률(engineering stain) e와 진병형률(true strain) ε사이의 관계식으로 맞는 것은?

  1. ε = In(e+1)
  2. ε = e×In(e)
  3. ε = In(e)
  4. ε = 3e
(정답률: 68%)
  • 공학적 변형률 $e$는 초기 길이를 기준으로 하고, 진변형률 $\epsilon$은 변형 중의 순간 길이를 기준으로 적분하여 정의합니다. 두 변형률 사이의 관계는 자연로그 함수로 표현됩니다.
    $$\epsilon = \ln(e+1)$$
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3과목: 용접야금

41. 후판의 용접비드 중심부에서의 주상정(柱狀晶)에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 용접속도가 클수록 주상정은 용접방향으로 굽힌다.
  2. 용접비드 두께가 클수록 주상정은 직립(直立)에 가깝다.
  3. 용접비드 전체 두께가 작을수록 주상정은 용접방향으로 굽힌다.
  4. 알루미늄과 같이 온도 확산율이 큰 재료에서는 주상정은 수평방향에 가까워진다.
(정답률: 46%)
  • 주상정의 성장 방향은 열 흐름의 반대 방향으로 결정됩니다. 용접 속도가 느릴수록 열이 용접 방향으로 서서히 전달되어 주상정이 용접 방향으로 굽어 성장하며, 반대로 용접 속도가 매우 빠르면 열이 급격히 빠져나가 주상정이 용접 방향과 수직인 직립 방향에 가깝게 형성됩니다.
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42. Fe - Fe3C 평형상태도에서 나타나지 않는 변태점은?

  1. 포석점
  2. 포정점
  3. 공석점
  4. 공정점
(정답률: 41%)
  • $\text{Fe}-\text{Fe}_{3}\text{C}$ 평형상태도에서는 액체와 고체 간의 반응인 공정점, 포정점, 그리고 고체 간의 반응인 공석점이 나타납니다. 포석점은 해당 상태도에서 나타나지 않는 변태점입니다.
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43. 스테인리스강(18Cr-8Ni) 용접에서 가장 잘 나타나는 용접결함은?

  1. 루트 크랙(root crack)
  2. 웰드 디케이(weld decay)
  3. 세로 균열(longitudinal crack)
  4. 언더 비드 균열(under bred crack)
(정답률: 57%)
  • 오스테나이트계 스테인리스강($18\text{Cr}-8\text{Ni}$)은 용접 시 열영향부에서 크롬 탄화물이 석출되어 내식성이 저하되는 입계부식이 발생하기 쉬우며, 이를 웰드 디케이(weld decay)라고 합니다.
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44. 결정격자 결함 중 면결함에 해당되는 것은?

  1. 공동(Void)
  2. 공공(Vacancy)
  3. 전위(Dislocation)
  4. 적층결함(Stacking fault)
(정답률: 66%)
  • 결정격자 결함은 차원에 따라 구분됩니다. 적층결함(Stacking fault)은 원자 층의 배열 순서가 어긋난 면결함에 해당합니다.

    오답 노트
    공동(Void): 체적결함
    공공(Vacancy): 점결함
    전위(Dislocation): 선결함
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45. 탄소강에서 적열메짐의 원인이 되는 원소는?

  1. S
  2. P
  3. Si
  4. Cu
(정답률: 74%)
  • 탄소강 내의 황(S) 성분은 철(Fe)과 결합하여 FeS라는 낮은 융점의 화합물을 형성합니다. 이 화합물이 결정립계에 잔류하여 고온 가공 시 입계가 약해지면서 균열이 발생하는 적열메짐의 직접적인 원인이 됩니다.
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46. 스테인리스강의 입계부식 방지법에 해당되지 않는 것은?

  1. 탄소량을 0.03% 이하로 낮게 한다.
  2. 질산염, 크롬산염 등 부동태화제를 가한다.
  3. C와의 친화력이 Cr보다 큰 Ti, Nb 또는 Ta를 첨가해서 안정화시킨다.
  4. 1000~1150℃로 가열하려 탄화물을 고용시킨 후 급랭하는 고용화 열처리를 한다.
(정답률: 36%)
  • 스테인리스강의 입계부식은 크롬 탄화물이 결정립계에 석출되어 크롬 결핍 영역이 생길 때 발생합니다. 이를 방지하기 위해 탄소 함량을 낮추거나, 탄소와 친화력이 큰 Ti, Nb, Ta를 첨가하거나, 고용화 열처리를 통해 탄화물을 재고용시켜야 합니다. 질산염, 크롬산염 등 부동태화제를 가하는 것은 표면 부동태 피막을 형성하는 일반적인 부식 방지법일 뿐, 입계부식의 근본 원인인 탄화물 석출을 막는 방법은 아닙니다.
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47. 공석강의 조직으로 옳은 것은?

  1. 페라이트
  2. 펄라이트
  3. 펄라이트와 레데뷰라이트의 혼합조직
  4. 페라이트와 오스테나이트의 혼합조직
(정답률: 36%)
  • 공석강은 탄소 함유량이 $0.76\%$인 강으로, 공석 온도에서 오스테나이트가 페라이트와 시멘타이트의 층상 구조인 펄라이트로 완전히 변태한 조직을 가집니다.
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48. 압력이 일정한 금속계에서 상이 평형을 유지하기 위한 자유도의 식으로 옳은 것은? (단, F: 자유도, n: 성분수, P: 상의수이다.)

  1. F = n-1-p
  2. F = n+1+p
  3. F = n+1-p
  4. F = n-1+p
(정답률: 69%)
  • 깁스의 자유도 법칙($F = C - P + 2$)에서 압력이 일정하다는 조건이 추가되면 변수 하나가 고정되므로 자유도는 1이 감소합니다. 성분수를 $n$, 상의 수를 $P$라고 할 때 식은 다음과 같습니다.
    $$F = n - P + 1$$
    이를 보기의 형태로 정리하면 다음과 같습니다.
    $$F = n + 1 - P$$
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49. Al-Cu-Ni-Mg계 합금으로 강도 내열성이 우수하고 고온강도가 크므로 공냉 실린더 헤드, 내연 기과용 피스톤 등에 이용되는 합금은?

  1. Y합금
  2. 두랄루민
  3. 라우탈(Lautal)
  4. 도우메탈(Dow metal)
(정답률: 68%)
  • Y합금은 $Al-Cu-Ni-Mg$계 합금으로, 내열성과 고온 강도가 매우 뛰어나 공냉 실린더 헤드나 내연 기관용 피스톤과 같은 고온 환경 부품에 주로 사용됩니다.
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50. 용접부의 저온균열에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 저온균열은 수소의 영향이 거의 없다.
  2. 저온균열은 용접금속부에서 생기고 조립화열영향부에서는 거의 생기지 않는다.
  3. 용접홈의 모양이나 용접봉의 종류는 저온균열에 영향을 미치지 않는다.
  4. 저온균열은 냉각조건에 따라 마텐자이트 변태나 잔류오스테나이트에 의한 취성화가 원인이다.
(정답률: 70%)
  • 저온균열은 용접 후 냉각 과정에서 급랭으로 인한 마텐자이트 변태나 잔류 오스테나이트의 취성화, 그리고 확산성 수소의 영향으로 인해 발생합니다.

    오답 노트
    수소의 영향이 거의 없다: 수소 취성이 주요 원인임
    조립화열영향부에서 거의 생기지 않는다: 조립화열영향부(CGHAZ)에서 발생 빈도가 높음
    용접홈 모양이나 용접봉 종류는 영향을 미치지 않는다: 구속도와 수소 함량에 따라 크게 영향받음
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51. 저온균열은 냉각조건에 따라 마텐자이트 변태나 잔류오스테나이트에 의한 취성화가 원인이다. 강을 오스테나이트 구역에서 담금질(수랭)하여 최종으로 얻을 수 있는 조직은?

  1. 펄라이트
  2. 마텐자이트
  3. 시멘타이트
  4. 오스테나이트
(정답률: 69%)
  • 오스테나이트 상태의 강을 급랭(수랭)시키면 탄소가 확산될 시간이 없어 격자가 왜곡된 매우 단단하고 취성이 강한 마텐자이트 조직이 형성됩니다.
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52. 강의 열처리에서 A1, 변태점 이하로 가열하여 소정시간 유지한 다음 냉각하는 방법으로 인성이 증가되는 열처리 방법은?

  1. 퀜칭
  2. 템퍼링
  3. 어닐링
  4. 노멀라이징
(정답률: 44%)
  • 템퍼링은 퀜칭 후 $A_1$ 변태점 이하의 온도로 재가열하여 내부 응력을 제거하고 인성을 부여하는 뜨임 공정입니다.
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53. 항온변태곡선과 구별하기 위한 연속냉각곡선을 의미하는 것은?

  1. IT곡선
  2. TTT곡선
  3. CTT곡선
  4. CCT곡선
(정답률: 61%)
  • 연속냉각곡선은 Continuous Cooling Transformation의 약자로, 실제 냉각 과정처럼 온도가 계속해서 내려가는 조건에서의 변태를 나타내는 곡선입니다.
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54. 탄소강에 함유되어 잇는 구리(Cu)의 영향이 아닌 것은?

  1. 내식성을 향상시킨다.
  2. Ar1 변태점을 저하시킨다.
  3. 강도 및 경도를 낮춘다.
  4. 탄성한도를 증가시킨다.
(정답률: 61%)
  • 탄소강 내의 구리(Cu)는 내식성을 향상시키고 탄성한도를 증가시키며 $A_1$ 변태점을 저하시키는 특성이 있습니다.

    오답 노트
    강도 및 경도를 낮춘다: 구리는 오히려 강도와 경도를 높이는 경향이 있습니다.
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55. 비중이 작은 것에서 큰 순서대로 내열된 것은?

  1. Al < Sn < Cu < Pb
  2. Sn < Cu < Pb < Al
  3. Cu < Pb < Al < Sn
  4. Pb < Cu < Sn < Al
(정답률: 71%)
  • 금속의 비중은 원자량과 결정 구조에 따라 결정되며, 제시된 금속들의 일반적인 비중 순서는 알루미늄(Al) < 주석(Sn) < 구리(Cu) < 납(Pb) 순으로 증가합니다.
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56. 초경합금의 특성으로 옳은 것은?

  1. 마모성이 좋다.
  2. 압축강도가 낮다.
  3. 경도가 높고 변경이 적다.
  4. 고온 경도 및 강도가 낮다.
(정답률: 69%)
  • 초경합금은 매우 높은 경도를 가지며, 온도 변화에 따른 성질 변화가 적어 절삭 공구 등에 주로 사용됩니다.

    오답 노트
    마모성이 좋다: 내마모성이 우수한 것입니다.
    압축강도가 낮다: 압축강도가 매우 높습니다.
    고온 경도 및 강도가 낮다: 고온에서도 경도와 강도를 잘 유지합니다.
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57. 용접 후 열처리 목적이 아닌 것은?

  1. 균열감수성 증가
  2. 함유가스의 제거
  3. 용접잔류응력의 완화
  4. 용접 열영향부의 연화
(정답률: 59%)
  • 용접 후 열처리는 잔류 응력을 제거하고 조직을 안정화하여 균열 발생 가능성을 낮추는 것이 목적입니다.

    오답 노트
    균열감수성 증가: 열처리를 통해 균열 감수성을 낮추어야 합니다.
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58. 액체 금속이 응고할 때 융점의 온도에서 응고가 시작되지 않고 융점보다 낮은 온도에서 응고가 되는 현상은?

  1. 수냉각
  2. 과냉각
  3. 시효냉각
  4. 체결냉각
(정답률: 50%)
  • 액체 금속이 응고될 때 이론적인 융점 이하의 온도까지 내려가서 응고가 시작되는 현상을 과냉각이라고 합니다.
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59. 용융 금속 중에 산소에 대한 친화력이 Fe보다 큰 원소를 첨가하면 산소와 반응하여 생성물이 발생하는 반응은?

  1. 단정반응
  2. 탈인반응
  3. 표층반응
  4. 탈산반응
(정답률: 73%)
  • 용융 금속 내의 산소를 제거하기 위해 철(Fe)보다 산소 친화력이 큰 원소를 첨가하여 산화물을 형성시키는 반응을 탈산반응이라고 합니다.
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60. 용착금속 내에 유황편석에 의한 크랙을 방지하기 위한 가장 적합한 방법은?

  1. 자동용접을 실시한다.
  2. 플럭스를 사용하지 않는다.
  3. 용점 모래로 림드강 강판을 사용한다.
  4. 용착금속 내에 수소가 흡수되지 않도록 한다.
(정답률: 71%)
  • 유황편석에 의한 크랙(유황 크랙)은 수소와 밀접한 관련이 있는 결함이므로, 용착금속 내에 수소가 흡수되지 않도록 관리하는 것이 가장 적합한 방지책입니다.
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4과목: 용접구조설계

61. 자분탐상 검사를 실시하기에 가장 적합한 금속은?

  1. Zn
  2. Cu
  3. Ni
  4. Si
(정답률: 50%)
  • 자분탐상 검사는 강자성체에서만 가능합니다. 제시된 금속 중 니켈(Ni)이 대표적인 강자성체이므로 검사에 가장 적합합니다.

    오답 노트
    Zn, Cu, Si: 강자성체가 아니므로 자분탐상 불가
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62. 용접변형의 종류 중에서 면내 변형에 속하지 않는 것은?

  1. 회전 변형
  2. 좌굴 변형
  3. 회 수축 변형
  4. 종 수축 변형
(정답률: 56%)
  • 용접 변형 중 면내 변형은 종 수축 변형, 횡 수축 변형, 회전 변형을 의미합니다.

    오답 노트
    좌굴 변형: 면외 변형에 해당함
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63. 첫층에서 루트 근방의 열 영향부에 발생하여 점차 비드 속으로 성장해 들어가는 세로균열의 일종으로 용접부에 함유된 수소량이나 잔류응력 등의 원인으로 발생하는 결함은?

  1. 설퍼 균열
  2. 루트 균열
  3. 라멜라티어
  4. 큐레이터 균열
(정답률: 57%)
  • 루트 근방의 열 영향부에서 발생하여 비드 내부로 성장하며, 수소량이나 잔류응력이 주요 원인이 되는 세로균열은 루트 균열의 전형적인 특징입니다.
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64. 용접구조물을 설계할 때 부분 조립의 활용 및 용접요령에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 최종 조립 전에 응력제거가 필요한 부분은 응력제거를 한다.
  2. 작업 중 수시로 검사하거나 잘못된 부분을 교정해서는 안된다.
  3. 부분 조립과 가용접을 완전하게 하여 용접 후의 변형과 내부응력을 줄인다.
  4. 구조물이 대형이거나 복잡할 때 여러 사람이 동시에 작업할 수 있게 작업을 분산시켜 동시에 작업할 수 있게 한다.
(정답률: 76%)
  • 용접 구조물의 품질 확보를 위해서는 작업 중 수시로 검사하고 잘못된 부분을 즉시 교정하여 결함을 최소화해야 합니다.
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65. E4316 피복 아크 용접봉의 건조 온도와 건조 시간을 ㄴ타낸 것으로 가장 적합한 것은?

  1. 80 ~ 120℃, 1시간 정도
  2. 150 ~ 200℃, 2시간 정도
  3. 300 ~ 350℃, 1시간 정도
  4. 400 ~ 480℃, 2시간 정도
(정답률: 67%)
  • E4316과 같은 저수소계 피복 아크 용접봉은 흡습성이 강해 용접 결함을 방지하기 위해 고온 건조가 필요하며, 일반적으로 $300 \sim 350\text{℃}$에서 $1$시간 정도 건조합니다.
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66. 강판의 두께 15mm, 폭 100mm의 v형 홈을 맞대기 용접이음 할 때 이음효율을 80%로 하면 인장하중은 얼마인가? (단, 강판의 최저 인장강도는 40kgf/mm2, 안전율은 4, 용접부는 불용착부가 없는 완전 용입의 이음부이다.)

  1. 12000 kgf
  2. 15000 kgf
  3. 18000 kgf
  4. 20000 kgf
(정답률: 40%)
  • 허용 응력과 단면적, 그리고 이음 효율을 곱하여 인장하중을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = t \times w \times \frac{\sigma}{S} \times \eta$$
    (하중 = 두께 × 폭 × (인장강도 / 안전율) × 이음효율)
    ② [숫자 대입]
    $$P = 15 \times 100 \times \frac{40}{4} \times 0.8$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 12000$$
    따라서 인장하중은 $12000\text{ kgf}$ 입니다.
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67. 용접을 진행하는 용접부의 부근을 냉각시켜 열영향부의 넓이를 축소시킴으로써 변형을 방지하는 냉각법의 종류에 해당되지 않는 것은?

  1. 살수법
  2. 비석법
  3. 석면포 사용법
  4. 수냉 동판 사용법
(정답률: 73%)
  • 용접 변형을 방지하기 위해 열영향부를 냉각시키는 방법에는 물을 뿌리는 살수법, 수냉 동판 사용법, 열전도율이 낮은 석면포 사용법 등이 있습니다.

    오답 노트
    비석법: 냉각법과 무관한 용어입니다.
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68. 용접 이음부의 형태를 설계할 때 고려항 사항 중 틀린 것은?

  1. 용입이 깊은 용접법을 선택할 것
  2. 적당한 루트 간격과 홈각도르 선택할 것
  3. 용착 금속량이 적게 드는 이음 모양이 되도록 할 것
  4. 후판용접에서는 양면 V면보다 한 면 V형 홈을 이용하여 용착 금속량을 많게 할 것
(정답률: 77%)
  • 용접 이음 설계 시에는 경제성과 품질을 위해 용착 금속량을 최소화하는 것이 원칙입니다. 후판 용접 시 한 면 V형 홈을 사용하면 양면 V형 홈보다 용착 금속량이 훨씬 많이 필요하게 되어 비효율적이므로, 일반적으로 양면 V형 홈을 사용하여 용착 금속량을 줄이고 변형을 방지합니다.
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69. 강판의 두께 20mm, 길이 3m를 V형 홈으로 맞대기용접 이음을 하고자 한다. 이 용접부에 사용될 용접봉의 사용량은 약 몇 kgf 인가? (단, 용착 금속의 비중은 7.85, 용착효율은 65%, V형 홈 용접부 단면적은 2.9cm2로 한다.)

  1. 7.5
  2. 10.5
  3. 17.6
  4. 27.3
(정답률: 45%)
  • 용접봉 사용량은 용착 금속의 전체 부피에 비중을 곱한 뒤, 용착 효율로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{사용량} = \frac{\text{단면적} \times \text{길이} \times \text{비중}}{\text{용착효율}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{사용량} = \frac{2.9 \times 10^{-4} \times 3 \times 7850}{0.65}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{사용량} = 10.5\text{ kgf}$$
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70. 다음 중 용접부 표면의 미소한 균열이나 작은 구멍들을 신속하고 쉽게 검출하는 방법으로 철 및 비자성 재료에 많이 이용되는 시험법은?

  1. 누설 검사
  2. 침투 탐상 검사
  3. 초음파 탐상 검사
  4. 방사선 투과 검사
(정답률: 59%)
  • 침투 탐상 검사는 침투액을 표면에 도포하여 미세한 균열이나 구멍 내부로 스며들게 한 뒤 검출하는 방법으로, 자성 여부와 관계없이 철 및 비자성 재료의 표면 결함을 찾는 데 매우 효율적입니다.
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71. 용접이음의 강도와 파괴에서 시간 의존성 파괴가 아닌 것은?

  1. 피로
  2. 크리프
  3. 취성 파괴
  4. 응력 부식 균열
(정답률: 49%)
  • 취성 파괴는 응력이 가해지는 순간 급격하게 파괴되는 현상으로, 시간에 따라 서서히 진행되는 시간 의존성 파괴가 아닙니다.

    오답 노트
    피로: 반복 하중에 의한 시간 의존성 파괴
    크리프: 고온에서 일정 하중으로 인한 시간 의존성 변형
    응력 부식 균열: 부식 환경과 응력이 복합적으로 작용하는 시간 의존성 파괴
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72. 피복 아크 용접에서 아크 전류 300A, 아크 전압 30V, 용접속도 10cm/min 일 때 용접의 단위길이 1cm 당 발생하는 용접 입열은 약 몇 Joule/cm 인가?

  1. 540
  2. 5400
  3. 54000
  4. 540000
(정답률: 74%)
  • 용접 입열량은 전압과 전류의 곱(전력)을 용접 속도로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{V \times I}{v}$ 입열량 = (전압 × 전류) / 속도
    ② [숫자 대입] $H = \frac{30 \times 300}{10 / 60}$ (속도를 초 단위로 환산: $10\text{cm}/60\text{s}$)
    ③ [최종 결과] $H = 54000$
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73. 용접법 중 압접에 해당하는 것은?

  1. 저항용접
  2. 피복 아크 용접
  3. 산소-아세틸렌 용접
  4. 서브머지드 아크 용접
(정답률: 80%)
  • 압접은 가열된 상태에서 압력을 가하여 접합하는 방식입니다. 저항용접은 전기 저항열과 기계적 압력을 동시에 이용하여 접합하므로 대표적인 압접 방식에 해당합니다.
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74. [그림]과 같이 필릿 용접부를 해머나 프레스로 굽혀 파단시켜 용입부족이나 결함을 검사하는 시험법을 무엇이라고 하는가?

  1. 충격 시험
  2. 파단 시험
  3. 마이크로 시험
  4. 반데어비인 시험
(정답률: 78%)
  • 필릿 용접부의 용입 부족이나 내부 결함을 확인하기 위해, 와 같이 해머나 프레스로 강제로 굽혀 파단시킨 후 단면을 검사하는 방법은 파단 시험입니다.
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75. 맞대기 용접에서 용접금속 및 모재의 수축에 대하여 용접 전에 반대방향으로 굽혀 놓고 작업하는 용접 변형 방지 방법은?

  1. 억제법
  2. 도열법
  3. 피닝법
  4. 역변형법
(정답률: 74%)
  • 용접 시 발생하는 수축 변형을 방지하기 위해, 변형이 예상되는 방향의 반대 방향으로 미리 굽혀 놓은 후 용접하는 방법을 역변형법이라고 합니다.
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76. 다음 용접 홈의 형상 중 가장 얇은 판에 사용되는 것은?

  1. I형 홈
  2. V형 홈
  3. X형 홈
  4. U형 홈
(정답률: 75%)
  • I형 홈은 별도의 홈 가공 없이 맞대기 용접을 하는 방식으로, 가공 시간이 짧고 경제적이어서 가장 얇은 판의 용접에 사용됩니다.
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77. 방사선 투과검사에서 방사선원으로 사용되지 않는 것은?

  1. Co 60
  2. Cs 137
  3. Be 121
  4. Ir 192
(정답률: 58%)
  • 방사선 투과검사(RT)에서는 감마선을 방출하는 방사성 동위원소를 사용합니다. Co 60, Cs 137, Ir 192 등은 대표적인 방사선원이지만, Be 121은 방사선원으로 사용되지 않습니다.
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78. 용접이음 설계 시 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 용접 이음을 한 한 군데로 집중시키지 않는다.
  2. 용접작업에 지장을 주지 않도록 공간을 두어야 한다.
  3. 될 수 있는 한 필릿용접은 피하고, 맞대기용접을 한다.
  4. 판 두께가 다른 경우, 이음부는 단면의 변화를 주지 않는다.
(정답률: 61%)
  • 판 두께가 다른 부재를 이을 때는 응력 집중을 방지하기 위해 단면의 변화를 완만하게 주는 경사 가공(Tapering)이 필요합니다. 따라서 단면의 변화를 주지 않는다는 설명은 틀린 것입니다.
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79. 용착금속 중에 함유된 수소함유량 측정법으로 사용되는 것은?

  1. 글리세린 치환법
  2. 킨젤 시험법
  3. 코메럴 시험법
  4. 피크린산 시험법
(정답률: 53%)
  • 용착금속 내의 수소 함유량을 측정하기 위해 시편을 가열하여 발생하는 수소 가스의 양을 측정하는 방법으로 글리세린 치환법이 사용됩니다.
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80. 용접 이음성능에 영향을 주는 요소로서 고온의 분위기에서 용접이음이 사용될 경우에 발생되는 현상은?

  1. 크리프 현상
  2. 스캘롭 현상
  3. 상온특성 현상
  4. 저온특성 현상
(정답률: 50%)
  • 크리프 현상이란 고온 상태에서 일정한 하중이 지속적으로 가해질 때, 시간이 경과함에 따라 재료의 변형이 계속해서 증가하는 현상을 말합니다.
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5과목: 용접일반 및 안전관리

81. 압력조정기의 구비 조건으로 틀린 것은?

  1. 동작이 예민해야 한다.
  2. 빙결되지 않아야 한다.
  3. 조정압력과 방출압력과의 차이가 커야 한다.
  4. 조정압력은 용기 내의 가스량이 변화하여도 항상 일정해야 한다.
(정답률: 79%)
  • 압력조정기는 가스 용기 내의 압력이 변하더라도 일정한 압력으로 가스를 공급해야 하므로, 조정압력과 방출압력의 차이는 작을수록 정밀한 제어가 가능합니다.

    오답 노트
    동작 예민성, 빙결 방지, 압력 일정 유지: 압력조정기가 갖추어야 할 필수적인 정상 조건입니다.
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82. 안전ㆍ보건표지의 색체에서 지시표지에 사용되는 색은?

  1. 노란색
  2. 파란색
  3. 검정색
  4. 빨간색
(정답률: 71%)
  • 안전·보건표지에서 지시표지는 특정 동작을 지시하거나 강제하는 표지로, 파란색 바탕에 흰색 그림을 사용하여 표시합니다.
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83. 용접 균열 시험에서 고온균열을 측정하기 위한 균열 시험법은?

  1. 킨젤 시험
  2. 코머렐 시험
  3. 리하이 시험
  4. 피스코 균열 시험
(정답률: 50%)
  • 피스코 균열 시험은 용접 금속의 고온 균열 감수성을 측정하기 위해 고안된 시험법입니다.

    오답 노트
    킨젤 시험: 저온 균열 시험법
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84. 다음 가연성 가스 중 공기보다 무거운 가스는?

  1. 수소
  2. 메탄
  3. 프로판
  4. 아세틸렌
(정답률: 71%)
  • 가스의 분자량과 공기의 평균 분자량(약 29)을 비교하면 알 수 있습니다. 프로판은 분자량이 약 44로 공기보다 무거워 아래로 가라앉는 성질이 있습니다.

    오답 노트
    수소, 메탄, 아세틸렌: 공기보다 가벼워 위로 상승함
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85. 동(Cu)용접이 철강용접에 비해 어려운 이유로 틀린 것은?

  1. 용접부에 기공이 쉽게 발생한다.
  2. 열전도율이 높고 냉각속도가 작다.
  3. 산화동을 포함하면 균열이 생긴다.
  4. 산화동을 포함하면 융점이 낮아진다.
(정답률: 62%)
  • 동은 철강에 비해 열전도율이 매우 높기 때문에 열이 빠르게 빠져나가 냉각속도가 매우 큽니다. 따라서 열전도율이 높고 냉각속도가 작다는 설명은 틀린 내용입니다.
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86. 용접법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 초음파용접 - 초음파 주파수로 진동을 주어 진동에너지에 의한 마찰열로 압접하는 방법
  2. 마찰용접 - 높은 진공 중에서 전자류가 가지고 있는 에너지를 용접열원으로 압접하는 방법
  3. 냉간용접 - 상온에서 강하게 압축함으로써 경계면을 국부적으로 소성 변형시켜 압접하는 방법
  4. 가스압접 - 접합부를 재결정온도 이상을 가열하여 축방향으로 압축력을 가하여 압접하는 방법
(정답률: 67%)
  • 마찰용접은 두 부재를 서로 마찰시켜 발생하는 마찰열을 이용해 압접하는 방법입니다. 높은 진공 중에서 전자류의 에너지를 이용하는 방식은 전자빔 용접에 대한 설명입니다.
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87. 용접작업 중 흄(fume) 가스 중독을 방지하기 위한 방법으로 틀린 것은?

  1. 흄 전동 회수장치를 설치한다.
  2. 작업장 내 환기장치를 한다.
  3. 실외 용접작업 시 바람을 등지고 작업한다.
  4. 환기가 되면 방독마스크를 착용하지 않아도 된다.
(정답률: 81%)
  • 용접 흄과 가스로부터 작업자를 보호하기 위해서는 환기장치 설치와 더불어 개인 보호구 착용이 필수적입니다. 환기장치가 가동되더라도 국소적인 오염이나 잔류 가스가 있을 수 있으므로, 상황에 맞는 방독마스크를 반드시 착용해야 합니다.
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88. 피복 아크 용접에서 직류 정극성(DCSP)의 설명으로 틀린 것은?

  1. 양극에서 발열이 크다.
  2. 모재 쪽에 양극(+)을 연결한다.
  3. 모재의 용입이 역극성에 비해 깊다.
  4. 용접봉의 녹음이 역극성에 비해 빠르다.
(정답률: 58%)
  • 직류 정극성(DCSP)은 모재에 $(+)$극, 용접봉에 $(-)$극을 연결하는 방식입니다. 전자의 흐름상 $(-)$극인 용접봉 쪽보다 $(+)$극인 모재 쪽에서 발열이 더 크기 때문에 모재의 용입이 깊고, 상대적으로 용접봉의 녹음 속도는 역극성(DCRP)보다 느립니다.
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89. 다음 중 플라즈마 아크의 종류가 아닌 것은?

  1. 용적시 아크
  2. 이행형 아크
  3. 중간형 아크
  4. 비이행형 아크
(정답률: 52%)
  • 플라즈마 아크는 전극과 모재 사이의 아크 형태에 따라 이행형, 비이행형, 중간형 아크로 구분합니다.

    오답 노트
    용적시 아크: 플라즈마 아크의 종류가 아닌 일반 아크 용접의 금속 이행 형태 중 하나입니다.
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90. 가스 정단에서 드래그(drag)를 나타내는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 63%)
  • 가스 절단에서 드래그(drag)는 절단면의 기울어짐 정도를 나타내며, 절단 깊이와 판 두께의 비율로 계산합니다.
    $$\text{Drag}(\%) = \frac{\text{Drag Depth}(mm)}{\text{Plate Thickness}(mm)} \times 100$$
    따라서 정답은 입니다.
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91. 서브머지드 아크 용접에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 다전극 용접기는 탠덤식, 횡병렬식, 횡직렬식 등이 있다.
  2. 와이어 송급장치, 제어장치, 용제 호퍼, 콘텍트 팁을 일괄하여 용접헤드(weldinghead)라 한다.
  3. 용융형 용제는 합금원소를 첨가하므로 충격치가 요구되는 저합금강 덧살 붙임 용접에 적합하다.
  4. 용접 홈의 루트 간격은 고전류로 용접을 하므로 용략 방지를 위하여 받침쇠가 없는 경우 0.8mm 이하이어야 한다.
(정답률: 53%)
  • 용융형 용제는 용제 자체가 녹아 용접 금속에 합금 원소를 첨가하므로, 화학 성분 제어가 까다롭고 충격치 저하의 우려가 있어 충격치가 요구되는 저합금강 덧살 붙임 용접에는 적합하지 않습니다.
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92. 교류아크 용접기의 1차 전압이 220V, 정격 2차 전류가 240A, 정격사용률 40%, 아크전압 35V일 때 용접전류 200A로 용접작업을 할 경우 허용사용률은 약 몇 %인가?

  1. 48
  2. 57.6
  3. 83.3
  4. 228.6
(정답률: 45%)
  • 용접기의 사용률은 전류의 제곱에 반비례한다는 원리를 이용하여 허용사용률을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $D_2 = D_1 \times (\frac{I_1}{I_2})^2$ 허용사용률 = 정격사용률 × (정격전류 / 실제전류)²
    ② [숫자 대입] $D_2 = 40 \times (\frac{240}{200})^2$
    ③ [최종 결과] $D_2 = 57.6$
    따라서 허용사용률은 약 57.6%입니다.
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93. 피복 아크용접보다 강한 전류를 사용하여, 연강, 특수강 및 일부비철금속 등의 두꺼운 판도 단층으로 용접할 수 있는 것은? (단, 용제와 와이어가 분리 공급되고, 아크는 용제 속에서 발생)

  1. TIG용접
  2. MIG용접
  3. 탄산가스아크 용접
  4. 서브머지드아크 용접
(정답률: 69%)
  • 서브머지드아크 용접은 용제(플럭스) 속에서 아크를 발생시켜 외부로 흄이 나오지 않으며, 매우 강한 전류를 사용할 수 있어 두꺼운 판을 단층으로 용접하는 데 최적화된 공법입니다.
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94. 용접작업 중 환기장치의 필요성이 가장 낮은 것은?

  1. 아연도금 재료의 용접
  2. 교량공사의 구조물 용접
  3. 불화물 용제를 사용한 용접
  4. 밀폐된 용기 내의 보수용접
(정답률: 85%)
  • 환기장치는 유해 가스나 흄이 발생하는 환경에서 필수적입니다. 교량공사의 구조물 용접은 일반적으로 개방된 야외 공간에서 이루어지므로, 밀폐 공간이나 유독성 용제(불화물) 및 도금 재료(아연)를 사용하는 작업에 비해 환기장치의 필요성이 가장 낮습니다.
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95. 피복 아크 용접 시 용접기의 1차 입력이 25kVA일 때 용접기의 1차 측에 설치할 안전 스위치에 몇 A의 퓨즈를 붙이는 것이 가장 적합한가? (단, 이 용접기의 입력 전압은 200V이다.)

  1. 80A
  2. 100A
  3. 125A
  4. 150A
(정답률: 73%)
  • 용접기의 1차 입력 전력과 전압을 이용하여 1차 전류를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{P}{V}$ 1차 전류 = 입력 전력 / 입력 전압
    ② [숫자 대입] $I = \frac{25000}{200}$
    ③ [최종 결과] $I = 125$
    따라서 125A 퓨즈를 설치하는 것이 가장 적합합니다.
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96. 피복 아크 용접에서 용착금속을 보호하는 방식이 아닌 것은?

  1. gas shield type
  2. slag shield type
  3. spatter shield type
  4. semi shield type
(정답률: 64%)
  • 피복 아크 용접에서는 가스(gas), 슬래그(slag), 또는 이 둘을 혼합한 세미(semi) 방식으로 용착금속을 보호합니다. 스패터(spatter)는 용접 중 튀는 금속 입자로, 보호 방식이 아닌 제거해야 할 결함 요소입니다.
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97. 가스용접에서 사용되는 아세틸렌가스의 폭발을 일으키는 물질과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 구리
  2. 압력
  3. 산소
  4. 아세톤
(정답률: 62%)
  • 아세톤은 아세틸렌가스를 용해시켜 안전하게 저장하기 위해 사용되는 용매제이므로 폭발 유발 물질과는 거리가 멉니다.

    오답 노트
    구리: 구리-아세틸라이드 화합물을 형성하여 폭발 위험이 있습니다.
    압력, 산소: 고압 상태나 산소와의 혼합은 폭발의 직접적인 원인이 됩니다.
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98. 이음 현상에 따른 저항용접의 분류 중 겹치기 이음이 아닌 것은?

  1. spot 용접
  2. seam 용접
  3. projection 용접
  4. percussion 용접
(정답률: 48%)
  • percussion 용접은 두 금속을 충격으로 접합시키는 압접 방식이며, 겹치기 이음 방식이 아닙니다.

    오답 노트
    spot 용접, seam 용접, projection 용접: 모두 두 판재를 겹쳐서 접합하는 겹치기 이음 방식입니다.
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99. 교류 아크 용접기에 해당되지 않는 것은?

  1. 정류기형
  2. 탭 전환형
  3. 가동 코일형
  4. 가포화 리액터형
(정답률: 73%)
  • 정류기형 용접기는 교류(AC)를 직류(DC)로 변환하여 출력하는 장치이므로 교류 아크 용접기에 해당하지 않습니다.

    오답 노트
    탭 전환형, 가동 코일형, 가포화 리액터형: 교류 전압을 조절하여 사용하는 교류 용접기 방식입니다.
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100. 다음 중 염기도가 가장 높은 용접봉은?

  1. 티탄계
  2. 저수조계
  3. 고산화티탄계
  4. 고셀룰로스계
(정답률: 61%)
  • 용접봉의 피복제 성분 중 저수소계 용접봉은 수소 함량을 낮추고 염기도를 높여 균열 방지와 고품질 용접부를 얻는 데 유리합니다.
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