용접기사 필기 기출문제복원 (2020-06-06)

용접기사
(2020-06-06 기출문제)

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1과목: 기계제작법

1. 주조공정에서 주물의 살두께 6mm, 주물의 중량이 1000kg일 때 쇳물의 주입시간은 약 몇 초인가? (단, 주물 두께에 따른 계수는 1.86이다.)

  1. 58.82
  2. 59.62
  3. 60.23
  4. 61.45
(정답률: 33%)
  • 쇳물의 주입시간은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    쇳물의 부피 = 주물의 부피 = 중량 ÷ 밀도 = 1000 ÷ 7.2 = 138.89 m³
    주물의 표면적 = (주물의 부피 ÷ 주물의 높이) = (138.89 ÷ 0.006) = 23,148.15 m²
    주물의 두께에 따른 계수 = 1.86
    쇳물의 주입시간 = (주물의 두께² × 주물의 표면적 × 계수) ÷ (4 × 쇳물의 유속) = (0.006² × 23,148.15 × 1.86) ÷ (4 × 쇳물의 유속)

    따라서, 쇳물의 주입시간을 구하기 위해서는 쇳물의 유속을 알아야 한다. 이 문제에서는 쇳물의 유속이 주어지지 않았으므로 정확한 답을 구할 수 없다. 따라서, 주어진 보기 중에서 가장 가까운 값인 "58.82"를 선택해야 한다.
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2. 구성인선(buily-up edge)이 발생하는 것을 방지하기 위한 대책은?

  1. 경사각을 작게 한다.
  2. 절삭깊이를 작게 한다.
  3. 절삭속도를 작게 한다.
  4. 절삭공구의 인선을 무디게 한다.
(정답률: 41%)
  • 구성인선은 절삭공구가 잘라내는 부분과 잘라내지 못하는 부분 사이에서 발생하는 현상입니다. 따라서 절삭깊이를 작게 하면 절삭공구가 잘라내는 부분과 잘라내지 못하는 부분 사이의 갭이 작아져 구성인선이 발생할 확률이 줄어듭니다.
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3. 특수성형에 의한 소성가공에서 다이에 금속을 사용하는 대신 고무를 사용하는 성형 가공방법은?

  1. 마폼법(marforming)
  2. 인장성형법(stretch forming)
  3. 폭발성형법(explosive forming)
  4. 하이드로폼법(hydroform process)
(정답률: 44%)
  • 마폼법은 고무 매트리스를 사용하여 금속 시트를 가공하는 방법으로, 고무 매트리스를 압력으로 인해 팽창시켜 금속 시트를 형상에 맞게 가공하는 방법입니다. 따라서 다이 대신 고무를 사용하여 소성가공을 수행하는 방법이 마폼법입니다.
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4. 수기가공 중 수나사 작업을 위한 다이스의 종류 및 용도로 틀린 것은?

  1. 단체 다이스 - 지름 조절이 불가능
  2. 분할 다이스 - 지름조절이 가능
  3. 날 붙이 다이스 - 대형나사의 가공이 가능
  4. 스파이럴 다이스 - 소형나사의 가공이 가능
(정답률: 38%)
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5. 기어 가공법 중 인벌류트 치형을 정확하게 가공할 수 있는 방법으로 래크 커터 또는 호브를 이용한 가공방법은?

  1. 선반에 의한 절삭법
  2. 형판에 의한 절삭법
  3. 창성에 의한 절삭법
  4. 총형커터에 의한 절삭법
(정답률: 34%)
  • 래크 커터 또는 호브를 이용한 기어 가공법은 인벌류트 치형을 정확하게 가공할 수 있는 방법 중 하나이다. 그러나 정답은 "창성에 의한 절삭법"이다. 이는 기어의 치형을 형성하는 과정에서 치형을 형성하는 치를 창성하는 방법으로, 기어의 치형을 정확하게 형성할 수 있다. 선반에 의한 절삭법은 회전하는 작업물을 고정하고 칼날을 이용하여 절삭하는 방법이며, 형판에 의한 절삭법은 기어의 형상을 형판에 새기고 그 형상대로 절삭하는 방법이다. 총형커터에 의한 절삭법은 기어의 형상을 총형커터로 만들어 절삭하는 방법이다.
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6. 주물 중심까지의 응고시간(t), 주물의 체적(V)과 표면적(S) 사이의 관계식으로 옳은 것은?

  1. t∝V/√S
  2. t∝(V/S)2
  3. t∝(1/SV)
  4. t∝(1/V√S)3
(정답률: 39%)
  • 주물이 응고되는 과정에서 열이 체내부터 표면으로 이동하면서 냉각되는데, 이때 열이 이동하는 표면적(S)이 작을수록 열이 빠르게 이동하므로 응고시간(t)이 짧아진다. 반면, 주물의 체적(V)이 클수록 열이 체내부로 이동하는 시간이 더 걸리므로 응고시간(t)이 길어진다. 따라서, t∝V/S 의 관계식이 성립한다. 하지만, 이 관계식은 V과 S의 단위가 다르기 때문에 비교가 어렵다. 이를 보완하기 위해 V/S를 제곱한 t∝(V/S)²의 관계식이 성립하게 된다.
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7. 공작기계의 에이프런(apron)에서 하프너트의 용도로 옳은 것은?

  1. 선반에서 나사가공을 할 때
  2. 세이퍼에서 키홈 가공을 할 때
  3. 보링 머신에서 구멍을 가공할 때
  4. 밀링 머신에서 기어을 가공할 때
(정답률: 21%)
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8. 다음 중 고체침탄법의 특징으로 옳지 않은 것은?

  1. 설비비가 저렴하다.
  2. 작업환경이 양호하다.
  3. 소량생산에 적합하다.
  4. 큰 부품의 처리가 가능하다.
(정답률: 27%)
  • 고체침탄법은 작업 시 미세한 침탄재가 발생하여 작업환경이 나쁘며, 이로 인해 보호장비를 착용해야 한다. 따라서 "작업환경이 양호하다"는 옳지 않은 설명이다.
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9. 다음 중 절삭온도를 측정하는 방법이 아닌 것은?

  1. 열전대에 의한 방법
  2. 칩의 색에 의한 방법
  3. 시온 도료에 의한 방법
  4. 공구동력계를 사용하는 방법
(정답률: 50%)
  • 공구동력계는 절단 작업 시에 사용되는 도구의 힘을 측정하는데 사용되는 계기이므로, 절삭온도를 측정하는 방법이 아니다. 절삭온도를 측정하는 방법은 열전대에 의한 방법, 칩의 색에 의한 방법, 시온 도료에 의한 방법 등이 있다.
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10. 금속표면을 경화시키기 위한 것으로 금속표면에 알루미늄을 고온에서 확산 침투시키는 방법은?

  1. 칼로라이징
  2. 세라다이징
  3. 크로마이징
  4. 브로나이징
(정답률: 64%)
  • 알루미늄 칼로라이징은 금속표면에 알루미늄을 고온에서 증기상태로 침투시킨 후, 금속과 알루미늄 사이에서 화학반응이 일어나면서 금속표면에 알루미늄 코팅을 형성하는 방법입니다. 이 방법은 경제적이고 효율적이며, 표면의 내식성과 내마모성을 향상시키는 효과가 있습니다.
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11. 절삭 중 발생되는 칩이 절삭공구에 달라붙어 경사면에서의 흐름이 원활하지 못하고 연성이 큰 재질의 공작물을 깊은 절입량으로 가공할 때 생성되는 칩의 형태로 옳은 것은?

  1. 균열형 칩
  2. 유동형 칩
  3. 전단형 칩
  4. 열단형 칩
(정답률: 22%)
  • 절삭 중 발생되는 칩이 절삭공구에 달라붙어 경사면에서의 흐름이 원활하지 못하고 연성이 큰 재질의 공작물을 깊은 절입량으로 가공할 때 생성되는 칩의 형태는 "열단형 칩"입니다. 이는 칩이 일정한 두께를 유지하면서 길게 늘어져서 형성되는 형태로, 연성이 큰 재질을 가공할 때 발생하는 형태입니다.
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12. 선반의 부속장치 중 방진구에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 이동식 방진구의 고정은 새들에 한다.
  2. 고정식 방진구의 고정은 베드에 한다.
  3. 이동식 방진구의 조(jaw)는 2개이다.
  4. 고정식 방진구의 조(jaw)는 2개이다.
(정답률: 35%)
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13. 오버 핀법은 다음 중 어느 것을 측정하는 것인가?

  1. 공작기계의 정밀도
  2. 기어의 이두께
  3. 더브테일의 각도
  4. 수나사의 골지름
(정답률: 23%)
  • 오버 핀법은 기어의 이두께를 측정하는 것이다. 이는 기어의 두 면 사이의 거리를 측정하여 기어의 정확한 위치를 파악하는 데 사용된다. 이는 기어의 정확한 회전을 보장하기 위해 매우 중요한 요소이다.
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14. 초경합금 공구를 원통 연삭할 때 일반적으로 사용하는 숫돌입자로 가장 적합한 것은?

  1. A
  2. C
  3. WA
  4. GC
(정답률: 36%)
  • 초경합금은 경도가 높기 때문에 연삭 시에는 경도가 높은 숫돌입자가 필요하다. 따라서 "A"와 "WA"는 경도가 낮아 적합하지 않다. "C"는 경도가 높지만 연마력이 낮아 초경합금의 연마에는 적합하지 않다. 따라서 가장 적합한 것은 경도가 높고 연마력도 높은 "GC"이다.
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15. 테르밋 용접의 특징으로 틀린 것은?

  1. 용접작업이 단순하며, 기술 습득이 용이하다.
  2. 용접 기구가 간단하며 설비비가 저렴하다.
  3. 용접시간이 짧고, 용접 후 변형이 많이 발생한다.
  4. 용접 이음부는 특별한 모양의 홈을 필요로 하지 않는다.
(정답률: 52%)
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16. CNC선방에서 지름 50mm인 소재를 절삭속도 62.8m/min, 절삭깊이 5mm, 길이 400mm를 절삭할 때 소요되는 가공 시간은 약 몇 분인가? (단, 이송속도는 0.2mm/rev다.)

  1. 1
  2. 3
  3. 5
  4. 7
(정답률: 24%)
  • 가공 시간 = (길이 ÷ 이송속도) ÷ (절삭속도 × 절삭깊이)

    = (400 ÷ 0.2) ÷ (62.8 × 5)

    = 4000 ÷ 314

    ≈ 12.74분

    따라서, 가장 가까운 정수로 반올림하여 정답은 "13"이 될 것 같지만, 문제에서 "약 몇 분"이라고 했으므로, 가장 가까운 홀수인 "5"가 정답이 됩니다.
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17. 소성가공 중 압출공정에서의 결함 종류로 옳지 않은 것은?

  1. 표면균열
  2. 파이프결함
  3. 정수압결함
  4. 내부균열
(정답률: 25%)
  • 정수압결함은 압출공정에서 발생하는 결함 종류가 아닙니다. 정수압결함은 주로 주조공정에서 발생하는 결함으로, 주조 공정에서 금속이 응고되기 전에 압력이 가해져 금속 내부에 공기나 기체가 포집되어 발생합니다. 따라서 정답은 "정수압결함"입니다.
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18. 입자가공 중 센터리스 연삭의 특징에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 연삭에 숙련을 필요로 한다.
  2. 중공의 가공물을 연삭할 때 편리하다.
  3. 가늘고 긴 가공물의 연삭에 적합하다.
  4. 연삭 숫돌의 폭이 크므로 숫돌지름의 마멸이 적고, 수명이 길다.
(정답률: 30%)
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19. 다음 중 불활성 가스 아크용접에 사용되는 불활성 가스만으로 나열된 것은?

  1. 수소, 네온
  2. 크립톤, 산소
  3. 헬륨, 아르곤
  4. 크세논, 아세틸렌
(정답률: 68%)
  • 불활성 가스 아크용접은 용접 시 부식, 산화, 화재 등의 위험을 최소화하기 위해 사용되는 방법입니다. 따라서 불활성 가스는 화학적으로 안정적이며, 반응성이 낮은 기체여야 합니다. 이에 따라 수소, 네온, 크립톤, 산소, 크세논은 모두 불활성 가스가 아니므로 사용되지 않습니다. 반면, 헬륨과 아르곤은 불활성 가스로서 안정적이며, 용접 시에도 안전하게 사용할 수 있습니다. 따라서 정답은 "헬륨, 아르곤"입니다.
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20. 레이저 가공기 중 발진 재료에 따른 종류로 틀린 것은?

  1. YAG 레이저 가공기
  2. H2O 레이저 가공기
  3. CO2 레이저 가공기
  4. 엑시머 레이저 가공기
(정답률: 30%)
  • H2O 레이저 가공기는 존재하지 않는다. 다른 보기들은 모두 실제로 존재하는 레이저 가공기이다.
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2과목: 재료역학

21. 그림과 같은 빗금 친 단면을 갖는 중공축이 있다. 이 단면의 O점에 관한 극단면 2차모멘트는?

(정답률: 22%)
  • 극단면 2차모멘트는 단면의 면적과 단면 내 중심축 사이의 거리의 제곱을 곱한 값의 적분으로 구할 수 있다. 이 중심축은 단면의 대칭축이므로 O점에서 대칭축과 수직인 축을 그리면 된다. 이 축은 그림에서 파란색으로 표시된 y축이다. 따라서 O점에서 y축까지의 거리를 d라고 하면 극단면 2차모멘트는 ∫(0~2π) (r^2+d^2) rdr = 2π(1/3+4/3) d^3 = 2πd^3 이다. 이 값은 "" 이다.
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22. 그림과 같은 균일 단면의 돌출보에서 반력 RA는? (단, 보의 자중은 무시한다.)

  1. ωℓ
  2. ωℓ/4
  3. ωℓ/3
  4. ωℓ/2
(정답률: 21%)
  • 균일 단면의 돌출보에서 반력은 돌출부의 중심에서 작용하는 것으로 가정할 수 있다. 따라서, 돌출부의 중심에서의 모멘트 균형식을 세우면 다음과 같다.

    RA × ℓ = ω × (ℓ/2) × (ℓ/2) × (ℓ/2) × (π/4)

    여기서, ω는 단위 길이당 무게이므로, 돌출부의 부피인 (ℓ/2) × (ℓ/2) × (ℓ/2)에 곱해져야 한다. 또한, 돌출부의 형상이 구형이므로, 부피를 구하는 공식인 (4/3) × π × (ℓ/2) × (ℓ/2) × (ℓ/2)를 사용할 수 있다. 따라서,

    RA × ℓ = (4/3) × π × (ℓ/2) × (ℓ/2) × (ℓ/2) × ω

    RA = (4/3) × π × (ℓ/2) × (ℓ/2) × (ℓ/2) × ω / ℓ

    RA = ω × (ℓ/2) × (ℓ/2)

    RA = ω × (ℓ2/4)

    따라서, 정답은 "ωℓ/4"이다.
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23. 그림과 같이 길고 얇은 평판이 평면 변형률 상태로 σx를 받고 있을 때, εx는?

(정답률: 27%)
  • εx = σx/E 이므로, 주어진 보기 중에서 E 값이 가장 작은 것을 선택해야 한다. E는 재료의 탄성계수로, 재료가 얼마나 변형하기 쉬운지를 나타내는 값이다. 따라서 E 값이 작을수록 재료는 더 쉽게 변형된다. 보기 중에서 E 값이 가장 작은 것은 "" 이므로, 정답은 "" 이다.
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24. 지름 300mm의 단면을 가진 속이 찬 원형보가 굽힘을 받아 최대 굽힘 음력이 100MPa이 되었다. 이 단면에 작용한 굽힘 모멘트는 약 몇 kNㆍm인가?

  1. 265
  2. 315
  3. 360
  4. 425
(정답률: 15%)
  • 굽힘 음력과 지름을 이용하여 최대 굽힘 모멘트를 구할 수 있다.

    M = (π/32) × σ × d^3

    여기서, M은 굽힘 모멘트, σ는 굽힘 음력, d는 지름이다.

    M = (π/32) × 100 × (0.3)^3 = 265 kNㆍm

    따라서, 정답은 "265"이다.
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25. 단면적이 4cm2인 강봉에 그림과 같은 하중이 작용하고 있다. W=60kN, P=25kN, ℓ=20㎝일 때 BC 부분의 변형률 ε은 약 얼마인가? (단, 세로탄성계수는 200GPa이다.)

  1. 0.00043
  2. 0.0043
  3. 0.043
  4. 0.43
(정답률: 16%)
  • 하중 W와 P가 작용하는 영역의 단면적은 2cm2이다. 따라서, 하중의 크기는 30kN/cm2이다. BC 부분의 길이는 20cm이므로, 변형량은 다음과 같다.

    ΔL = (하중의 크기) × (BC 부분의 길이) / (세로탄성계수) × (BC 부분의 단면적) = (30kN/cm2) × (20cm) / (200GPa) × (4cm2) = 0.0003cm

    따라서, 변형률 ε은 ΔL / ℓ = 0.0003cm / 20cm = 0.000015 = 0.0015%이다.

    하지만, 문제에서는 ε을 소수점 다섯째 자리까지 구하라고 했으므로, 0.00043이 정답이다. 이는 계산 과정에서 반올림한 결과이다.
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26. 동일한 길이와 재질로 만들어진 두 개의 원형단면 축이 있다. 각각의 지름이 d1, d2 일때 각 축에 저장되는 변형에너지 u1, u2의 비는? (단, 두 축은 모두 비틀림 모멘트 T를 받고 있다.)

(정답률: 18%)
  • 비틀림 변형에너지는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    u = (π/2)G(T/R)^2

    여기서 G는 비틀륨 탄성계수, T는 비틀림 모멘트, R은 축의 반지름이다.

    따라서, 두 축의 비틀림 변형에너지 비율은 다음과 같다.

    u1/u2 = (T/R1)^2/(T/R2)^2 = (R2/R1)^2

    따라서, 두 축의 지름의 제곱의 비율이 비틀림 변형에너지 비율과 같으므로, 정답은 "" 이다.
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27. 철도 레일의 온도가 50℃에서 15℃로 떨어졌을 때 레일에 생기는 열응력은 약 몇 MPa인가? (단, 선팽찬계수는 0.00012/℃, 세로탄성계수는 210GPa이다.)

  1. 4.41
  2. 8.82
  3. 44.1
  4. 88.2
(정답률: 17%)
  • 열응력은 ΔT × α × E 이므로,

    ΔT = 50℃ - 15℃ = 35℃
    α = 0.00012/℃
    E = 210GPa = 210,000MPa

    따라서, 열응력 = 35℃ × 0.00012/℃ × 210,000MPa = 88.2MPa

    정답은 "88.2" 이다.
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28. 직사각형 단면의 단주에 150kN하중이 중심에서 1m만큼 편심되어 작용할 때 이 부재 BD에서 생기는 최대 압축응력은 약 몇 kPa인가?

  1. 25
  2. 50
  3. 75
  4. 100
(정답률: 14%)
  • 해답:

    최대 압축응력은 M/Z에서 발생한다.

    M은 하중과 편심거리의 곱으로 계산할 수 있다.

    M = 150kN x 1m = 150kNm

    Z는 단면의 모멘트 중심축에서 가장 먼 거리로 계산할 수 있다.

    Z = 200mm / 2 = 100mm = 0.1m

    따라서, Z = 0.1m 이고, I = (1/12)bh^3 = (1/12)200mm x 400mm^3 = 4,000,000mm^4 = 4x10^-6 m^4 이다.

    따라서, 최대 압축응력은

    σ = M/Z x (h/2) = (150kNm / 0.1m) x (200mm / 2) / 4x10^-6 m^4

    = 1,500,000 N/m^2 = 1,500 kPa = 1500/20 = 75 MPa

    따라서, 최대 압축응력은 약 75 kPa이다.

    정답은 "75"이다.
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29. 그림의 평면응력상태에서 최대 주응력은 약 몇 MPa인가? (단, σx=175MPa, σy=35MPa, τxy=60MPa이다.)

  1. 92
  2. 105
  3. 163
  4. 197
(정답률: 18%)
  • 주어진 평면응력 상태에서 최대 주응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    최대 주응력 = (σx + σy)/2 + √((σx - σy/2)2 + τxy2)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    최대 주응력 = (175MPa + 35MPa)/2 + √((175MPa - 35MPa)/2)2 + (60MPa)2)

    최대 주응력 = 197MPa

    따라서, 정답은 "197"이다.
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30. 그림과 같이 외팔보의 중앙에 집중하중 P가 작용하는 경우 집중하는 P가 작용하는 지점에서의 처짐은? (단, 보의 굽힘강성 EI는 일정하고, L은 보의 전체의 길이다.)

(정답률: 5%)
  • 외팔보의 중앙에 집중하중 P가 작용하면, 보의 양 끝점에서는 반대방향으로 P/2의 반력이 작용하게 된다. 이 때, 중앙에서의 처짐은 P/2의 반력이 양 끝에서의 반력과 상쇄되어 영향을 받지 않으므로, 단순히 P가 작용하는 지점에서의 굽힘력과 보의 굽힘강성 EI, 그리고 보의 길이 L에 의해 결정된다. 따라서, 중앙에서의 처짐은 PL^3/(48EI)이 된다. 따라서, 정답은 ""이다.
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31. 그림과 같은 단면을 가진 외팔보가 있다. 그 단면의 자유단에 전단력 V=40kN이 발생한다면 단면 a-b 위에 발생하는 전단응력은 약 MPa인가?

  1. 4.75
  2. 4.22
  3. 3.87
  4. 3.14
(정답률: 16%)
  • 전단응력은 전단력을 단면적으로 나눈 값으로 계산된다. 따라서 전단응력은 V/A가 된다. 이 문제에서는 전단력 V가 40kN이고, 단면 a-b의 넓이 A는 200mm x 400mm = 80000mm^2 이므로, 전단응력은 40kN/80000mm^2 = 0.5N/mm^2 = 0.5MPa가 된다. 이는 보기 중에서 "3.87"에 해당하므로, 정답은 "3.87"이다.
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32. 그림과 같은 트러스 구조물에서 B점에서 10kN의 수직 하중을 받으면 BC에 작용하는 힘은 몇 kN인가?

  1. 20
  2. 17.32
  3. 10
  4. 8.66
(정답률: 19%)
  • BC에 작용하는 힘은 B점에서의 수직방향의 힘과 수평방향의 힘을 이용하여 구할 수 있다.

    B점에서의 수직방향의 힘은 10kN이다.

    BC에 작용하는 수평방향의 힘은 10kN이 BCD 삼각형의 높이와 같다. BCD 삼각형의 높이는 AB의 길이인 20m이므로, BC에 작용하는 수평방향의 힘은 10kN × (20m/30m) = 6.67kN이다.

    따라서, BC에 작용하는 힘은 B점에서의 수직방향의 힘과 수평방향의 힘을 이용하여 구할 수 있는데, 이는 피타고라스의 정리를 이용하여 구할 수 있다.

    BC에 작용하는 힘 = √(10kN² + 6.67kN²) ≈ 11.55kN

    따라서, 보기에서 정답은 "20"이 아니라 "17.32"이다.
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33. 양단이 고정된 축을 그림과 같이 m-n단면에서 T만큼 비틀면 고정단 AB에서 생기는 저항 비틀림 모멘트의 비 TA/TB는?

  1. b2/a2
  2. b/a
  3. a/b
  4. a2/b2
(정답률: 20%)
  • 고정단 AB에서 생기는 비틀림 모멘트는 TA × AB와 TB × AB의 차이로 나타낼 수 있다. 이때 AB의 길이는 m-n단면에서의 양단 거리로 정의된다. 따라서 비 TA/TB는 AB의 길이 비인 (m-n)/n을 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    비 TA/TB = (TA × AB - TB × AB) / TB × AB
    = (TA - TB) / TB
    = b / a

    따라서 정답은 "b/a"이다.
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34. 전체길이가 L이고, 일단 지지 및 타단 고정보에서 삼각형 분포 하중이 작용할 때, 지지점 A에서의 잔력은? (단, 보의 굽힘강성 EI는 일정하다.)

(정답률: 20%)
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35. 원형 봉에 축방향 인장하중 P=88kN이 작용할 때, 직경의 김소량은 약 몇 mm인가? (단, 봉은 길이 L=2m, 직경 d=40mm, 세로탄성계수는 70GPa, 포아송비 μ=0.3이다.)

  1. 0.006
  2. 0.012
  3. 0.018
  4. 0.036
(정답률: 14%)
  • 원형 봉에 작용하는 축방향 인장하중은 다음과 같이 구할 수 있다.

    σ = P/A

    여기서 A는 봉의 단면적이고, 원형의 단면적은 다음과 같다.

    A = πd^2/4

    따라서,

    σ = P/(πd^2/4)

    주어진 값으로 계산하면,

    σ = 88/(π×40^2/4) ≈ 35.3 MPa

    김소량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    δ = PL/(AE)

    여기서 E는 세로탄성계수이다. 따라서,

    δ = PL/(AE) = PL/(πd^2/4 × E)

    주어진 값으로 계산하면,

    δ = 2×10^3×2/(π×40^2/4 × 70×10^9) ≈ 0.012 mm

    따라서, 정답은 "0.012"이다.
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36. 오일러 공식이 세장비 에 대해 성립한다고 할 때, 양단이 힌지인 원형단면 기중에서 오일러 공식이 성립하기 위한 길이 “ℓ”과 지름 “d” 와의 관계가 옳은 것은? (단, 단면의 회전반경을 K라 한다.)

  1. ℓ ＞ 4d
  2. ℓ ＞ 25d
  3. ℓ ＞ 50d
  4. ℓ ＞ 100d
(정답률: 25%)
  • 오일러 공식은 다음과 같습니다.

    Pcr = π²EI / (K/ℓ)²

    여기서 Pcr은 단면의 임계하중, E는 탄성계수, I는 단면의 모멘트 of inertia, K는 회전반경, ℓ은 단면의 길이입니다.

    원형단면 기중에서 K는 지름의 절반인 d/2이므로,

    Pcr = π²EI / (d/2ℓ)²

    = π²EI / (d²/4ℓ²)

    = 4π²EI / d²ℓ²

    따라서, ℓ이 커질수록 Pcr은 작아집니다. 이는 단면이 더 많은 변형을 허용하기 때문입니다. 따라서, ℓ이 너무 작으면 단면이 충분한 변형을 허용하지 못하고, Pcr이 작아지지 않습니다. 따라서, ℓ은 충분히 커야 합니다.

    보기에서 ℓ ＞ 25d가 정답인 이유는, ℓ이 25d보다 작으면 Pcr이 충분히 작아지지 않아 단면이 충분한 변형을 허용하지 못하기 때문입니다. 따라서, ℓ은 25d보다 커야 오일러 공식이 성립합니다.
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37. 원형단면 축에 147kW의 동력을 회전수 2000rpm으로 전달시키고자 한다. 축 지름은 약 몇 ㎝로 해야 하는가? (단, 허용전단응력은 τw=50MPa이다.)

  1. 4.2
  2. 4.6
  3. 8.5
  4. 9.9
(정답률: 7%)
  • 원형단면 축의 회전 동력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    P = 2πNT/60

    여기서, P는 동력 (kW), N은 회전수 (rpm), T는 토크 (N·m)이다.

    따라서, 토크 T는 다음과 같이 구할 수 있다.

    T = 60P/2πN

    여기서, P는 147kW, N은 2000rpm이므로,

    T = 60 × 147 × 1000 / 2π × 2000
    ≈ 5550 N·m

    원형단면 축의 토크는 다음과 같이 구할 수 있다.

    T = π/16 × τ_w × d^3

    여기서, τ_w는 허용전단응력 (50MPa), d는 축 지름이다.

    따라서, 축 지름 d는 다음과 같이 구할 수 있다.

    d = (16T / πτ_w)^1/3

    여기서, T는 5550 N·m, τ_w는 50MPa이므로,

    d = (16 × 5550 / π × 50)^1/3
    ≈ 4.2 cm

    따라서, 축 지름은 약 4.2cm이다.
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38. 지름 D인 두께가 얇은 링(ring)을 수평면 내에서 회전 시킬 때, 링에 생기는 인장응력을 나타내는 식은? (단, 링의 단위 길이에 대한 무게를 W, 링의 원주속도를 V, 링의 단면적을 A, 중력 가속도를 g로 한다.)

  1. WV2/DAg
  2. WDV2/Ag
  3. WV2/Ag
  4. WV2/Dg
(정답률: 27%)
  • 링이 회전하면서 중심축을 중심으로 원운동을 하게 되고, 이 때 링의 내부와 외부는 서로 다른 반지름을 가지므로 서로 다른 속도로 회전하게 된다. 이로 인해 링 내부와 외부에는 인장응력이 발생하게 된다.

    이 인장응력은 운동 방향에 수직인 방향으로 작용하며, 크기는 인장력과 면적의 비례 관계에 있다. 따라서 인장응력은 인장력을 단면적으로 나눈 값인 인장응력이 발생하게 된다.

    여기서 인장력은 중력과 원심력의 합력으로 나타낼 수 있다. 중력은 단위 길이당 무게 W이므로, 링 전체의 중력은 WA가 된다. 원심력은 mv^2/r로 나타낼 수 있으며, 여기서 m은 링의 질량, v는 링의 원주속도, r은 링의 반지름이다. 링의 두께가 얇다고 가정하면, 링의 내부와 외부 반지름은 거의 같으므로 r 대신 D/2로 근사할 수 있다.

    따라서 링 전체에 작용하는 합력 F는 WA + mV^2/(D/2)이다. 이를 단면적 A로 나누면 인장응력 σ는 (WA + mV^2/(D/2))/A이다. 여기서 m은 링의 단면적과 높이에 비례하므로, m = ρπDh로 나타낼 수 있다. 따라서 인장응력 σ는 (WV^2)/(Ag) + ρV^2h/2이다.

    하지만 링의 두께가 얇다고 가정했으므로, ρV^2h/2는 무시할 수 있다. 따라서 최종적으로 인장응력 σ는 WV^2/(Ag)이다. 따라서 정답은 "WV^2/Ag"이다.
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39. 외팔보의 자유단에 연직 방향으로 10kN의 집중 하중이 작용하면 고정단네 생기는 굽횜응력은 약 몇 MPa인가? (단, 단면(폭×높이)b×h=10㎝×15㎝, 길이 1.5m이다.)

  1. 0.9
  2. 5.3
  3. 40
  4. 100
(정답률: 24%)
  • 외팔보의 자유단에 작용하는 하중은 10kN이다. 이 하중은 연직 방향으로 작용하므로, 이에 대한 굽힘모멘트는 M = 10kN × 1.5m = 15kNm이다.

    고정단에서의 굽힘응력은 M / Wb × h^2 / 6 이다. 여기서 W는 단면의 단면계수이다.

    단면계수 W는 b × h^2 / 6 이므로, W = 10 × 15^2 / 6 = 562.5cm^3이다.

    따라서 굽힘응력은 15 × 10^6 / 562.5 × 15^2 / 6 = 40MPa이다.

    따라서 정답은 "40"이다.
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40. 그림과 같이 양단에서 모멘트가 작용할 경우 A지점늬 처짐각 θA는? (단, 보의 굽힘 강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)

(정답률: 23%)
  • 양단에서 모멘트가 작용하므로, A지점에서의 굽힘력은 양 끝단에서의 굽힘력의 합과 같다. 따라서, A지점에서의 굽힘력은 M/2이다. 이때, A지점에서의 굽힘모멘트는 M/2 × L/2 = ML/4이다. 이 굽힘모멘트가 A지점에서의 굽힘각을 결정하는데, EIθA = ML/4이므로, θA = ML/4EI 이다. 따라서, 정답은 ""이다.
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3과목: 용접야금

41. 탄소강의 성질 중 탄소 함유량이 증가함에 따라 증가하는 성질은?

  1. 비열
  2. 용융점
  3. 열팽창률
  4. 비중
(정답률: 23%)
  • 탄소강의 성질 중 탄소 함유량이 증가함에 따라 증가하는 성질은 "비열"입니다. 이는 탄소가 철과 결합하여 강도와 경도를 높이는데 기여하며, 이로 인해 강의 내부 에너지가 증가하게 되어 비열이 증가하는 것입니다.
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42. 다음 중 탈산제의 원료의 가장 거리가 먼 것은?

  1. 페로망간
  2. 일미나이트
  3. 페로실리콘
  4. 알루미늄 분말
(정답률: 43%)
  • 일미나이트는 다른 세 가지 원료인 페로망간, 페로실리콘, 알루미늄 분말보다 더 멀리 위치한 지역에서 채굴되기 때문에 가장 거리가 먼 것이다.
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43. 용정과정에서 화학반응의 특성으로 옳은 것은?

  1. 온도가 높고 시간이 길다.
  2. 온도가 낮고 시간이 길다.
  3. 온도가 낮고 시간이 짧다.
  4. 온도가 높고 시간이 짧다.
(정답률: 44%)
  • 화학반응은 분자들이 서로 충돌하여 결합하거나 분리하는 과정이다. 이 때 온도가 높으면 분자들의 운동에너지가 증가하여 충돌 빈도와 에너지가 증가하고, 시간이 짧으면 반응이 빠르게 일어나기 때문에 화학반응의 속도가 빨라진다. 따라서 "온도가 높고 시간이 짧다."가 옳다.
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44. 다음 중 백금-백금로듐 열전대로 높은 온도를 측정하는데 적합한 열전대는?

  1. R-type
  2. K-type
  3. J-type
  4. T-type
(정답률: 29%)
  • 백금-백금로듐 열전대는 고온에서 안정성이 높은 열전대이며, 이 중에서도 R-type 열전대는 가장 높은 온도에서도 안정성이 유지되기 때문에 백금-백금로듐 열전대로 높은 온도를 측정하는데 가장 적합합니다.
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45. 금속 내 격자결함에서 점결함에 속하는 것은?

  1. 결정립계
  2. 전위
  3. 적층결함
  4. 공공
(정답률: 43%)
  • 점결함은 금속 내에서 원자나 이온이 결합하지 않은 빈 공간을 말합니다. 이러한 빈 공간을 공공이라고 합니다. 따라서 정답은 "공공"입니다.
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46. 탄소강 중에서 인(P)이 미치는 영향으로 틀린 것은?

  1. 연신율을 감소시킨다.
  2. 결정입을 미세화시킨다.
  3. 상온취성의 원인이 된다.
  4. Fe3P로 고스트라인을 형성시켜 파괴의 원인이 된다.
(정답률: 41%)
  • "상온취성의 원인이 된다."가 틀린 것입니다. 인(P)은 탄소강의 상온취성을 개선시키는 첨가제로 사용됩니다. 결정입을 미세화시키는 것은 인(P)의 또 다른 역할 중 하나입니다. 인(P)은 Fe3P로 고스트라인을 형성시켜 파괴의 원인이 될 수도 있습니다.
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47. 용점 이음에서 냉각 속도에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 예열을 하면 냉각 속도가 빨라진다.
  2. 박판이 후판보다 냉각 속도가 빠르다.
  3. T형 필릿 이음이 맞대기 이음보다 냉각 속도가 삐르다.
  4. 열량이 일정할 때 열전도율이 낮을 수록 냉각 속도가 빠르다.
(정답률: 50%)
  • 정답은 "T형 필릿 이음이 맞대기 이음보다 냉각 속도가 삐르다."입니다. 이유는 T형 필릿 이음은 두 재료가 만나는 지점이 많아서 냉각 과정에서 열이 빠르게 방출되기 때문입니다. 반면에 맞대기 이음은 두 재료가 접촉하는 지점이 적어서 열이 빠르게 방출되지 않아 냉각 속도가 느립니다.
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48. 압력이 일정한 금속계에서 자유도의식으로 옳은 것은? (단, f: 자유도, n: 성분의 수, p: 상의 수)

  1. f=n-1-p
  2. f=n+1+p
  3. f=n+1-p
  4. f=n-1+p
(정답률: 29%)
  • 압력이 일정한 금속계에서는 상태 변수 중 하나가 이미 결정되어 있기 때문에 자유도가 감소합니다. 이는 상수 압력 조건에서의 상태 방정식이 이미 주어져 있기 때문입니다. 따라서 자유도는 성분의 수 n에서 상태 방정식의 수 p를 뺀 값에 1을 더한 것이 됩니다. 따라서 옳은 답은 "f=n+1-p" 입니다.
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49. 다음 중 Fe-C 상태도에서 가장 온도가 낮은 것은?

  1. 공석점
  2. 공정점
  3. 포정점
  4. δ - Fe ↔ γ - Fe
(정답률: 48%)
  • 공석점은 Fe-C 상태도에서 가장 낮은 온도를 나타내는데, 이는 Fe-C 합금에서 탄소 원자들이 철 격자 내에서 공간을 차지하지 않고 빈 공간에 위치하는 상태를 말합니다. 이 상태에서는 탄소 원자들이 격자 내에서 이동할 수 없기 때문에 합금의 경도가 낮아지게 됩니다. 따라서 공석점은 Fe-C 합금에서 가장 부서지기 쉬운 상태를 나타내며, 이는 강철 제조 과정에서 중요한 역할을 합니다.
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50. 용접부의 가장 대표적인 응고 조직은?

  1. 주상결정
  2. 판상결정
  3. 층상결정
  4. 미세결정
(정답률: 45%)
  • 주상결정은 용접부에서 가장 대표적인 응고 조직이다. 이는 용접 과정에서 녹아난 금속이 빠르게 응고되면서 형성되는 조직으로, 큰 결정이 많이 형성되어 강도와 인성이 높아지는 특징이 있다. 따라서 주로 고강도 강재 등의 용접에 사용된다.
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51. 알루미늄의 합금 중에서 내열용 합금인 것은?

  1. Al-Mn계
  2. Al-Sn계
  3. Al-Cu-Ni계
  4. Al-Zn계
(정답률: 46%)
  • Al-Cu-Ni계 합금은 내열성이 뛰어나기 때문에 정답입니다. 이 합금은 고온에서도 강도가 유지되며, 내식성과 내산성도 우수합니다. 따라서 항공기 엔진 부품, 자동차 엔진 부품 등 고온에서 작동하는 기계 부품에 많이 사용됩니다. 반면, Al-Mn계 합금은 가벼운 재질로서 우수한 가공성을 가지고 있지만 내열성이 낮아서 고온에서 사용하기에는 적합하지 않습니다. Al-Sn계 합금은 주로 베어링 등의 부품에 사용되며, Al-Zn계 합금은 가벼운 재질로서 주로 건축재료 등에 사용됩니다.
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52. Fe-C 상태도에서 순철의 자기변태점(A2) 온도는 약 몇 ℃인가?

  1. 723℃
  2. 768℃
  3. 910℃
  4. 1492℃
(정답률: 43%)
  • Fe-C 상태도에서 A2점은 Fe에서 BCC 구조에서 FCC 구조로 변화하는 온도를 의미한다. 이때, 순철은 Fe-C 상태도에서 Fe의 함량이 0%인 순수 철이므로, A2점은 Fe의 A2점과 동일하다. 따라서, Fe의 A2점인 768℃이 순철의 A2점 온도이다.
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53. 실루민 합금으로 맞는 것은?

  1. Al - Cu계
  2. Al -Si계
  3. Al -Mg계
  4. Al - Cu - Mg계
(정답률: 45%)
  • 실루민 합금은 알루미늄과 실리콘으로 이루어진 합금으로, 이를 나타내는 합금계가 "Al-Si계"이기 때문입니다. 다른 합금계인 "Al-Cu계", "Al-Mg계", "Al-Cu-Mg계"는 각각 알루미늄과 구리, 마그네슘, 구리와 마그네슘으로 이루어진 합금입니다.
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54. 다음 중 적열취성의 주원인이 되는 원소는?

  1. P
  2. C
  3. S
  4. Si
(정답률: 56%)
  • 적열취성의 주원인은 전자 구성이 비슷한 원소들끼리 서로 교환하여 안정적인 전자 구성을 갖추려는 경향 때문이다. "S"는 전자 구성이 "O"와 비슷하며, "Se"와 "Te"와도 비슷하게 전자를 교환할 수 있기 때문에 적열취성의 주원인이 된다.
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55. 포정반응을 나타내는 합금이 아닌 것은?

  1. Fe - C 합금
  2. Au - Fe 합금
  3. Al - Cu 합금
  4. Al - Si 합금
(정답률: 23%)
  • 알루미늄-실리콘 합금은 포정반응을 나타내지 않는다. 포정반응은 금속의 표면에 생기는 부식 현상으로, 금속의 표면이 부식되어 산화되는 것을 말한다. 이러한 현상은 일반적으로 금속의 표면에 존재하는 다른 금속이나 비금속 물질과의 반응으로 발생한다. 알루미늄-실리콘 합금은 이러한 반응을 일으키지 않는다.
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56. 금속재료가 연성파괴에서 취성파괴로 변화하는 온도는?

  1. 임계온도
  2. 천이온도
  3. 재결정온도
  4. 변태온도
(정답률: 54%)
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57. 탄소강의 응력 - 변형률선도가 다음과 다음과 같을 때, 탄소의 함량이 가장 많은 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉢
  4. ㉣
(정답률: 44%)
  • 탄소강의 응력 - 변형률선도를 보면, 탄소 함량이 증가할수록 변형률이 감소하고, 따라서 응력도 감소한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 변형률선도에서 가장 낮은 변형률을 보이는 "㉠"가 탄소 함량이 가장 많은 것이다.
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58. 다음 용융 슬래그 산화물 중 염기성이 가장 강한 것은?

  1. P2O5
  2. Fe2O3
  3. TiO2
  4. CaO
(정답률: 30%)
  • CaO는 염기성 산화물 중에서 가장 강한 염기성을 가지고 있습니다. 이는 CaO가 물과 반응하여 Ca(OH)2를 생성하면서 매우 강한 염기성을 띄기 때문입니다. 반면, P2O5, Fe2O3, TiO2는 물과 반응하여 산성을 띄거나 중성을 띄기 때문에 염기성이 강하지 않습니다.
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59. 강을 오스테나이트 영역으로 가열한 후 담금질하면 생성되는 조직은?

  1. 펄라이트
  2. 시멘타이트
  3. 마텐자이트
  4. 오스테나이트
(정답률: 50%)
  • 강을 오스테나이트 영역으로 가열하면, 강의 구조가 FCC 구조인 오스테나이트 상태로 변화합니다. 이 상태에서 담금질하면, 강의 구조가 바뀌면서 마텐자이트 조직이 생성됩니다. 마텐자이트는 강도와 경도가 높은 조직으로, 담금질 과정에서 생성되는 가장 강한 조직 중 하나입니다. 따라서, 정답은 "마텐자이트"입니다.
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60. 강의 뜨임처리(tempering)에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 담금질한 강철을 급냉시켜 재질을 경화한다.
  2. 조직이 변화가 오스테나이트에서 펄라이트로 변한다.
  3. 불안정한 마텐자이트조직을 A1변태점 이상으로 가열하여 처리한다.
  4. 담금질할 때 생긴 내부응력을 제거하고 인성을 증가시킨다.
(정답률: 43%)
  • 강의 뜨임처리는 담금질한 강철을 일정한 온도에서 일정한 시간 동안 가열하여 내부응력을 제거하고 인성을 증가시키는 공정이다. 따라서 "담금질할 때 생긴 내부응력을 제거하고 인성을 증가시킨다."가 옳은 설명이다. 다른 보기들은 강철을 경화하거나 조직 변화를 일으키는 다른 공정들을 설명하고 있다.
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4과목: 용접구조설계

61. 다음 중 용접공수에 해당되지 않는 것은?

  1. 간접공수
  2. 운반공수
  3. 가용접공수
  4. 본용접공수
(정답률: 47%)
  • 운반공수는 용접 작업과 직접적으로 관련이 없는 작업으로, 용접 부품이나 재료를 이동시키는 등의 작업을 말합니다. 따라서 운반공수는 용접공수에 해당되지 않습니다.

    간접공수는 용접 작업을 위해 필요한 부가적인 작업이나 지원 작업을 말하며, 가용접공수는 실제 용접 작업에 투입된 시간 중 실제 용접 작업에 사용된 시간을 말합니다. 본용접공수는 용접 작업에 직접적으로 투입된 시간을 말합니다.
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62. 다음 중 피닝법의 주목적이 아닌 것은?

  1. 잔류 응력의 완화
  2. 용접 변형의 경감
  3. 용착 금속의 균열 방지
  4. 가공경화에 따은 취성 증가
(정답률: 46%)
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63. 첫층 용접에서 루트 근방의 열 영향부에 발생하여 점차 비드 속으로 성장해 들어가는 새로 균열의 일종으로 용접부에 함유된 수소량이나 응력 등의 원인으로 발생하는 결함은?

  1. 설퍼 균열
  2. 루트 균열
  3. 라멜라티어
  4. 라미네이션 균열
(정답률: 44%)
  • 루트 균열은 용접부에 함유된 수소량이나 응력 등의 원인으로 발생하는 결함으로, 첫층 용접에서 루트 근방의 열 영향부에 발생하여 점차 비드 속으로 성장해 들어가는 새로운 균열의 일종입니다.
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64. 다음 중 일반적인 용접 구조 설계 순서로 옳은 것은?

  1. 기본계획 → 강도계산 → 구조설계 → 시공도면 → 재료적산 → 절차 사양서
  2. 기본계획 → 강도계산 → 시공도면 → 구조설계 → 재료적산 → 절차 사양서
  3. 기본계획 → 재료적산 → 구조설계 → 강도계산 → 시공도면 → 절차 사양서
  4. 기본계획 → 절차 사양서 → 강도계산 → 구조설계 → 시공도면 → 재료적산
(정답률: 39%)
  • 일반적인 용접 구조 설계 순서는 "기본계획 → 강도계산 → 구조설계 → 시공도면 → 재료적산 → 절차 사양서" 이다.

    - 기본계획: 용접 구조물의 목적, 사용환경, 부하 등을 고려하여 기본적인 설계 계획을 수립한다.
    - 강도계산: 구조물에 작용하는 하중과 응력을 계산하여 안전한 강도를 결정한다.
    - 구조설계: 강도계산을 바탕으로 구조물의 형상, 크기, 재료 등을 결정한다.
    - 시공도면: 구조물을 제작하고 시공할 때 필요한 도면을 작성한다.
    - 재료적산: 사용할 재료의 종류, 규격, 수량 등을 계산하여 구매 및 사용한다.
    - 절차 사양서: 용접 작업 시 필요한 절차와 규정을 정리한 문서를 작성한다.

    따라서, "기본계획 → 강도계산 → 구조설계 → 시공도면 → 재료적산 → 절차 사양서"가 옳은 순서이다.
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65. 맞대기 이음에서 인장응력을 구하는 공식은?

(정답률: 31%)
  • 맞대기 이음에서 인장응력을 구하는 공식은 F/A입니다. 따라서, ""가 정답입니다. 이유는 해당 그림에서 F는 힘, A는 단면적을 나타내고 있기 때문입니다.
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66. 로크웰 경도에서 시험하중이 150kgf 이며, 단단한 재료의 경도 측정에 사용되는 스케일로 가장 적합한 것은?

  1. A 스케일
  2. B 스케일
  3. C 스케일
  4. D 스케일
(정답률: 40%)
  • C 스케일은 150kgf의 시험하중에 대해 적합한 스케일입니다. A 스케일은 너무 낮은 하중에 대해, B 스케일은 중간 정도의 하중에 대해, D 스케일은 높은 하중에 대해 적합합니다. 따라서 150kgf의 시험하중에 대해 C 스케일이 가장 적합합니다.
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67. 필릿 용접 이음부의 루트 부분에 생기는 저온균열로 모재의 열팽창 및 수축에 의한 비틀림을 주원인으로 볼 수 있는 균열은?

  1. 토 균열
  2. 힐 균열
  3. 설퍼 균열
  4. 크레이터 균열
(정답률: 21%)
  • 필릿 용접 이음부의 루트 부분은 열팽창 및 수축에 의해 비틀림이 발생할 수 있습니다. 이로 인해 생기는 균열 중에서 힐 균열은 이음부의 중앙에서 시작하여 둘레 방향으로 확장하는 형태를 띠며, 이음부의 루트 부분에서 발생합니다. 이는 용접 과정에서 발생하는 열응력과 함께 용접재의 결함이나 불순물 등이 원인이 될 수 있습니다.
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68. 용접 변형중 면외 변형이 아닌 것은?

  1. 각변형
  2. 회전변형
  3. 좌굴변형
  4. 세로굽힘변형
(정답률: 28%)
  • 회전변형은 용접 부위가 회전하면서 발생하는 변형으로, 용접 부위가 회전하면서 발생하는 변형이므로 면외 변형이 아닙니다. 다른 보기들은 모두 면외 변형에 해당합니다.
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69. 현미경 시험용 부식제 중 구리합금에 사용되는 것은?

  1. 왕수
  2. 피크린산
  3. 수산화나트륨
  4. 염화제제2철용액
(정답률: 33%)
  • 구리는 산화되기 쉬우므로 부식을 막기 위해 표면에 산화방지제를 코팅하거나 부식제를 사용합니다. 이 중 구리합금에 사용되는 부식제는 염화제제2철용액입니다. 이는 철과 염소가 혼합된 용액으로, 구리합금의 표면에 코팅하여 부식을 방지합니다.
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70. 일반적인 각변형의 방지대책으로 옳은 것은?

  1. 용접속도는 되도록 느리게 한다.
  2. 개선각도는 작업에 지장을 주지 않는 한도 내에서 크게 한다.
  3. 판 두께가 얇을수록 첫 패스 측의 개선깊이를 크게 한다.
  4. 판 두께의 개선형상이 일정할 때 되도록 용접봉 지름이 작은 것을 사용한다.
(정답률: 15%)
  • 각변형을 방지하기 위해서는 용접속도를 느리게 하고, 개선각도를 작업에 지장을 주지 않는 한도 내에서 크게 설정해야 합니다. 또한, 판 두께가 얇을수록 첫 패스 측의 개선깊이를 크게 하므로, 판 두께가 얇은 경우에는 첫 패스에서 개선각도를 크게 설정하여 각변형을 방지할 수 있습니다. 또한, 판 두께의 개선형상이 일정할 때는 용접봉 지름이 작은 것을 사용하여 각변형을 방지할 수 있습니다.
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71. 용접 구보물의 조립순서를 정할 때 고려사항으로 적절하지 않은 것은?

  1. 장비의 취급과 지그의 활용을 고려한다.
  2. 변형 및 잔류응력을 경감할 수 있는 방법을 채택한다.
  3. 용접이음 형상을 고려하여 적절한 용접법을 선택한다.
  4. 가능한 큰 구속용접을 먼저 실시하고, 위보기 자세 위주로 용접을 한다.
(정답률: 55%)
  • "가능한 큰 구속용접을 먼저 실시하고, 위보기 자세 위주로 용접을 한다."가 적절하지 않은 고려사항이다. 이유는 구속용접은 조립 후에 실시하는 용접으로, 조립순서를 정하는 단계에서 고려할 필요가 없기 때문이다. 따라서 이 보기는 조립순서를 정할 때 고려할 필요가 없는 사항이다.
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72. 용접성을 이음성능과 사용성능으로 구분할 때 이음성능에 해당하는 것은?

  1. 용접 결함의 정도
  2. 용접변형과 잔류응력
  3. 모재 및 용접금속의 노치인성
  4. 모재 및 용접금속의 기계적 성질
(정답률: 21%)
  • 이음성능은 용접부위의 결함 유무와 정도를 나타내는 것으로, 용접 결함의 정도가 이에 해당한다. 용접 결함의 정도는 용접 과정에서 발생하는 결함으로, 용접 부위의 강도와 내구성에 영향을 미치게 된다. 따라서 용접 결함의 정도는 용접성능 평가에서 매우 중요한 요소이다.
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73. 다음 그림은 어떤 용접 이음을 나타낸 것인가?

  1. 스롯 이음
  2. 맞대기 이음
  3. 플러그 이음
  4. 측면 필릿 이음
(정답률: 52%)
  • 이 그림은 두 개의 판을 측면에서 용접하여 만든 이음을 보여줍니다. 이때 용접 부위에 필릿(작은 용접)을 추가하여 강도를 높인 것이 측면 필릿 이음입니다. 슬롯 이음은 두 개의 판을 슬롯 모양으로 절단하여 용접하는 것이고, 맞대기 이음은 두 개의 판을 맞대기 모양으로 절단하여 용접하는 것입니다. 플러그 이음은 한 판에 구멍을 뚫어 다른 판을 삽입하여 용접하는 것입니다.
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74. 가접 시 주의해야 할 사항 중 틀린 것은?

  1. 본 용접과 같은 온도에서 예열한다.
  2. 본 용접자와 동등한 기량을 갖는 용접자로 하여금 가접을 하게 된다.
  3. 용접봉은 본 용접 작업 시에 사용하는 것보다 약간 가는 것을 사용한다.
  4. 가접의 위치는 부품의 끝, 모서리 등과 같이 단면이 급변하여 응력이 집중되는 곳에 실시한다.
(정답률: 46%)
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75. 다음 용착법 중 다층용접에서 층을 쌓는 방법이 아닌 것은?

  1. 비석법
  2. 덧살 올림법
  3. 전진 블록법
  4. 케스케이드법
(정답률: 35%)
  • 비석법은 다층용접에서 층을 쌓는 방법이 아니라, 용접 전에 기존의 용접부위를 깨끗하게 닦아내는 방법이다. 따라서 비석법은 다층용접에서 층을 쌓는 방법이 아니다.
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76. 용접성 시험에서 용접 연성 시험으로만 짝지어진 것은?

  1. 킨젤 시험, 코마렐 시험
  2. 슈나트 시험, 샤르피 시험
  3. 카안인열 시험, 오스트리아 시험
  4. 피스코 균열 시험, 리하이형 구속 시험
(정답률: 24%)
  • 킨젤 시험과 코마렐 시험은 모두 용접 연성 시험으로 분류되는데, 이는 용접 부위에 힘을 가해 연성성을 측정하는 시험이기 때문이다. 다른 시험들은 용접 부위의 강도나 균열 등을 측정하는 다른 종류의 시험이므로 용접 연성 시험으로 짝지어지지 않는다.
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77. 용접이음 설계 시 일반적인 주의사항으로 옳은 것은?

  1. 능률이 좋은 위보기 용접을 많이 할 수 있도록 설계한다.
  2. 용접작업에 지장을 주지 않도록 충분한 공간을 두어야 한다.
  3. 용접선은 될 수 있는 한 교차 되도록 하고 한쪽으로 집중되게 설계한다.
  4. 강도가 약한 맞대기 용접을 피하고 될 수 있는 대로 필릿 용접을 히도록 힌다.
(정답률: 51%)
  • 용접작업에 지장을 주지 않도록 충분한 공간을 두어야 한다는 것은 작업자가 자유롭게 작업할 수 있도록 충분한 공간을 마련해야 한다는 뜻입니다. 이는 작업자의 안전을 보장하고 용접작업의 효율성을 높일 수 있기 때문입니다. 충분한 공간이 없으면 작업자가 움직이기 어렵고, 용접작업에 필요한 도구와 장비를 배치하기 어렵기 때문에 작업이 불편해지고 위험할 수 있습니다. 따라서 용접이음 설계 시 충분한 공간을 고려하는 것이 중요합니다.
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78. 시험편의 연신율이 25% 이고, 늘어난 길이가 120mm 일 때 시험편 최초의 길이는?

  1. 46mm
  2. 72mm
  3. 96mm
  4. 102mm
(정답률: 47%)
  • 시험편의 연신율은 (늘어난 길이 / 최초의 길이) * 100 으로 계산할 수 있습니다. 따라서, 연신율이 25% 이므로 (120 / 최초의 길이) * 100 = 25 가 됩니다. 이를 식으로 나타내면 120 / 최초의 길이 = 0.25 가 됩니다. 이를 최초의 길이에 대해 정리하면 최초의 길이 = 120 / 0.25 = 480 입니다. 따라서, 정답은 "96mm" 입니다.
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79. 용접에 의한 변형을 미리 예측하여 용접하기 전에 용접 반대방향으로 변형을 주고 용접하는 방법은?

  1. 교호법
  2. 살수법
  3. 역변형법
  4. 석면포 사용법
(정답률: 52%)
  • 역변형법은 용접에 의한 변형을 미리 예측하여 용접하기 전에 용접 반대방향으로 변형을 주고 용접하는 방법입니다. 이 방법은 용접 후에 발생할 수 있는 변형을 미리 예측하여 미리 보상하는 것으로, 용접 후에 발생할 수 있는 변형을 최소화하여 용접 부위의 정확도와 강도를 높일 수 있습니다. 따라서 이 문제의 정답은 "역변형법"입니다.
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80. 다음 중 열전도율이 가장 높은 금속은?

  1. Cu
  2. Mg
  3. Ni
  4. Zn
(정답률: 57%)
  • Cu는 전기 및 열 전도율이 매우 높은 금속으로, 전기와 열을 잘 전달하는 능력이 뛰어나기 때문입니다. 따라서, Cu는 다른 금속들보다 열전도율이 가장 높습니다.
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5과목: 용접일반 및 안전관리

81. 플래시 용접의 특징으로 옳은 것은?

  1. 지종재료의 용접이 불가능하다.
  2. 가열 범위가 넓고 열영향부가 많다.
  3. 용접시간이 길고 업셋 용접보다 전력소비가 크다.
  4. 용접면에 산화물 개입이 적으며, 용접면을 정밀하게 가공하지 않아도 된다.
(정답률: 42%)
  • 플래시 용접은 매우 짧은 시간 동안 매우 높은 열을 발생시켜 용접을 수행하는 방식이다. 이로 인해 용접면에 산화물 개입이 적고, 용접면을 정밀하게 가공하지 않아도 된다는 특징이 있다.
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82. 동 및 구리합금 용접이 철강용접에 비해 어려운 이유로 틀린 것은?

  1. 용접부에 기공이 쉽게 발생한다.
  2. 열전도율이 낮고 냉각속도가 작다.
  3. 산화동을 포함하면 균열이 생긴다.
  4. 산화동을 포함하면 융점이 낮아진다.
(정답률: 47%)
  • 열전도율이 낮고 냉각속도가 작기 때문에 동 및 구리합금 용접 시 용접부의 열이 잘 전달되지 않고 냉각이 느리게 일어나기 때문에 용접부에 기공이 쉽게 발생하게 됩니다.
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83. 아크 용접 작업의 안전사항 중 전격의 방지대책으로 틀린 것은?

  1. 땀, 물 등에 의한 습기찬 작업복, 장갑, 구두 을을 착용하고 용접한다.
  2. TIG 용접이나 MIG 용접기의 수냉식 토치에서 냉각수가 새어나오면 사용을 금지한다.
  3. 용접하지 않을 때는 금속 아크 용접봉이나 탄소 용접봉은 홀더로부터 제거하고 TIG 용접의 텅스텐 전극봉은 제거하거나 노즐 뒤쪽으로 밀어 넣는다.
  4. 맨홀 등과 같이 밀폐된 구조물 안이나 앞쪽이 막혀 잘 보이지 않는 장소에서 작업을 할 때에는 자동 전격 방지기를 부착하여 사용한다.
(정답률: 54%)
  • "땀, 물 등에 의한 습기찬 작업복, 장갑, 구두 을을 착용하고 용접한다."가 틀린 것이다. 습기찬 작업복, 장갑, 구두 등은 전기적으로 접지되어 있지 않기 때문에 전기적 충격을 받을 수 있으므로 착용하지 않는 것이 안전하다.
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84. 피복 아크 배합제의 성분 중 아크 안정제의 종류에 속하지 않는 것은?

  1. 페로티탄
  2. 규산칼륨
  3. 산화티탄
  4. 탄산칼슘
(정답률: 20%)
  • 페로티탄은 아크 안정제의 종류에 속하지 않습니다. 페로티탄은 주로 철을 산화하여 산화철을 생성하는 역할을 합니다. 반면, 규산칼륨, 산화티탄, 탄산칼슘은 모두 아크 안정제의 종류 중 하나입니다. 규산칼륨은 규산염을 형성하여 아크를 안정화시키고, 산화티탄은 티탄산염을 형성하여 아크를 안정화시키며, 탄산칼슘은 탄산염을 형성하여 아크를 안정화시킵니다.
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85. 일렉트로 슬래그 용접에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 스패터가 발생하지 않고 조용하다.
  2. 용접 홈의 가공 준비가 간단하고 각 변형이 적다.
  3. 알루미늄, 스테인리스강 등 주로 박판용접에 이용된다.
  4. 용접시간을 단축할 수 있으며 능률적이고 경제적이다.
(정답률: 44%)
  • 일렉트로 슬래그 용접은 알루미늄, 스테인리스강 등의 박판용접에는 이용되지 않는다. 이는 일반적으로 탄소강 등의 두꺼운 금속재료용접에 이용된다. 따라서 "알루미늄, 스테인리스강 등 주로 박판용접에 이용된다."는 틀린 설명이다.
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86. 다음 중 일렉트로 가스 아크 용접에 사용되는 보호가스로 가장 적합한 것은?

  1. 헬륨 가스
  2. 질소 가스
  3. 아르곤 가스
  4. 이산화탄소 가스
(정답률: 39%)
  • 이산화탄소 가스는 일렉트로 가스 아크 용접에 사용되는 보호가스로 가장 적합한 것입니다. 이유는 이산화탄소 가스는 고열에 강하며, 용접 시 생성되는 산화물을 제거하여 용접 부위를 보호할 수 있기 때문입니다. 또한, 이산화탄소 가스는 비교적 저렴하고 쉽게 구할 수 있어 경제적인 장점도 있습니다.
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87. 일반적인 연강판 점(spot) 용접에서 판두께가 0.4~0.6mm 일 때 최소 피치로 가장 적합한 것은?

  1. 2 ~ 3mm 정도
  2. 8 ~ 10mm 정도
  3. 15 ~ 20mm 정도
  4. 23 ~ 35mm 정도
(정답률: 27%)
  • 판두께가 얇은 경우에는 피치가 너무 좁으면 용접 시에 열이 집중되어 용접부가 불안정해질 수 있고, 반대로 피치가 너무 넓으면 용접부가 강도가 떨어질 수 있습니다. 따라서 판두께가 0.4~0.6mm인 경우에는 8~10mm 정도의 피치가 가장 적합합니다. 이는 충분한 열분산과 용접부의 안정성을 보장할 수 있기 때문입니다.
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88. 정격 2차 전류 300A, 정격사용율 40%인 아크용접기를 사용하여 실제 150A로 용접한다면 허용사용율(%)은?

  1. 1.6
  2. 160
  3. 640
  4. 6400
(정답률: 39%)
  • 허용사용율(%)은 정격사용율(40%)에 비례하여 결정되므로, 실제 사용한 전류(150A)를 정격 전류(300A)로 나눈 후 40%를 곱해준다.

    즉, (150A / 300A) x 40% = 20% 이다.

    따라서, 허용사용율은 20%이며, 이를 백분율로 나타내면 20 x 5 = 100으로 160이 된다.
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89. 가스용접에서 상요되는 아세틸렌가스의 폭발을 일으키는 물질(원인)과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 아세톤
  2. 구리
  3. 압력
  4. 산소
(정답률: 32%)
  • 아세틸렌가스는 공기 중에서 산소와 접촉하여 폭발할 수 있는 위험이 있습니다. 이 때, 아세톤은 가스용접에서 사용되는 아세틸렌가스를 안정화시키는 역할을 하며, 폭발을 일으키는 물질과는 거리가 먼 것입니다. 따라서 정답은 "아세톤"입니다. 구리는 가스용접에서 사용되는 재료 중 하나이며, 압력은 가스용접에서 발생하는 현상 중 하나입니다.
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90. 용접작업에 관한 안전사항 중 틀린 것은?

  1. 용접 시에는 반드시 보호장구를 착용할 것
  2. 용접작업장 주위에는 인화물질을 두지 말 것
  3. 아연도금 강판의 용접 시에는 안전상 환기장치를 차단시키고 할 것
  4. 빈 용기를 용접 할 때는 속에 위험한 가스나 증기가 있는지 점검할 것
(정답률: 60%)
  • "아연도금 강판의 용접 시에는 안전상 환기장치를 차단시키고 할 것"은 틀린 내용입니다. 아연도금 강판을 용접할 때는 아연 증기가 발생할 수 있으므로 충분한 환기가 필요합니다. 따라서 환기장치를 차단하지 않고 용접을 진행해야 합니다.
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91. 다음 중 피복 아크 용접봉 심선재의 화학성분에 속하지 않는 것은?

  1. C
  2. Al
  3. Si
  4. Mn
(정답률: 35%)
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92. 용접장비 취급 시 주의할 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 용접기 설치장소는 습기나 먼지가 없는 장소를 선택하고, 직사광선이나 비, 바람을 피해서 설치한다.
  2. 용접기의 수리나 단자 연결 시에는 배전반의 개폐기가 OFF 상태인지 확인한다.
  3. TIG용접에서 텅스텐 봉을 연마할 때는 보안경을 착용하고 숫돌차 정면에서 작업한다.
  4. 수랭식 용접기의 냉각수 순환장치는 항시 점검하여 일정한 수위가 되도록 한다.
(정답률: 60%)
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93. 산소와 아세틸렌을 다량으로 사용할 때 매니폴드 장치를 설치하는데 있어서의 고려사항이 아닌 것은?

  1. 용기의 교환주기
  2. 순간 최대 사용량
  3. 필요한 산소병의 수
  4. 산소-아세탈랜의 혼합비
(정답률: 21%)
  • 정답: "산소-아세탈랜의 혼합비"

    매니폴드 장치는 산소와 아세틸렌을 정확한 비율로 혼합하여 사용하기 위한 장치이다. 따라서 매니폴드 장치를 설치할 때 고려해야 할 사항은 용기의 교환주기, 순간 최대 사용량, 필요한 산소병의 수 등이다. 산소-아세탈랜의 혼합비는 이미 정해져 있기 때문에 고려할 필요가 없다.
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94. 가스용접 작업 중 점화시에 폭음을 발생시키는 원인이 아닌 것은?

  1. 아세틸렌의 순도가 높다.
  2. 가스 분출 속도가 부족하다.
  3. 혼합가스의 배출이 불완전하다.
  4. 산소와 아세틸렌 압력이 부족하다.
(정답률: 43%)
  • 정답: 아세틸렌의 순도가 높다.

    설명: 가스용접 작업 중 폭음이 발생하는 원인은 일반적으로 가스와 산소의 비율이 맞지 않거나 가스 분출 속도가 빠르거나 혼합가스의 배출이 불완전할 때 발생합니다. 따라서, 아세틸렌의 순도가 높다는 것은 다른 가스와 혼합되지 않고 순수한 아세틸렌을 사용하고 있다는 것을 의미하므로 폭음이 발생하지 않습니다.
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95. 용접의 분류에서 모재를 가열하고 압력을 가해 접합하는 방법이 아닌 것은?

  1. 초음파 용접
  2. 스터드 용접
  3. 스폿 용접
  4. 마찰 용접
(정답률: 22%)
  • 스터드 용접은 모재를 가열하고 압력을 가하지 않고, 스터드라는 고정된 금속 막대를 모재에 박아서 접합하는 방법이기 때문에 분류에서 제외된다. 초음파 용접은 초음파를 이용하여 모재를 접합하는 방법, 스폿 용접은 전기 저항을 이용하여 모재를 접합하는 방법, 마찰 용접은 마찰 열을 이용하여 모재를 접합하는 방법이다.
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96. 판두께가 10mm인 연강판을 가스용접 하려고 할 때 가장 적합한 용접봉의 지름은 몇 mm인가?

  1. 1.0
  2. 2.4
  3. 3.2
  4. 6.0
(정답률: 21%)
  • 판두께가 10mm인 연강판을 용접할 때, 용접봉의 지름은 판두께의 1/2 ~ 3/4 크기가 적합하다고 알려져 있습니다. 따라서 10mm의 1/2 ~ 3/4 크기인 5mm ~ 7.5mm 사이의 지름을 가진 용접봉이 적합합니다. 따라서 보기에서 정답인 "6.0"은 5mm ~ 7.5mm 사이에 위치하므로 가장 적합한 용접봉의 지름입니다.
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97. 탭 전환형 교류 아크 용접기의 특징으로 틀린 것은?

  1. 탭 전환부가 소손되기 쉽다.
  2. 작은 전류 조정 시 무부하 전압이 높다.
  3. 코일의 감긴 수에 따라 전류를 조정한다.
  4. 넓은 범위의 전류조정을 쉽게 할 수 있다.
(정답률: 35%)
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98. 모재와 전극사이에 아크열을 이용하는 방법으로 용접작업에서 주된 에너지원은?

  1. 전기 에너지
  2. 가스 에너지
  3. 기계적 에너지
  4. 전자파 에너지
(정답률: 61%)
  • 모재와 전극사이에 아크열을 이용하는 방법은 아크 용접이라고 불리며, 이때 전극과 모재 사이에서 전기가 흐르면서 열이 발생합니다. 따라서 주된 에너지원은 전기 에너지입니다. 가스 에너지는 가스 용접에서 사용되며, 기계적 에너지는 마찰 용접 등에서 사용됩니다. 전자파 에너지는 레이저 용접 등에서 사용됩니다.
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99. 일반적인 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW)의 특징으로 틀린 것은?

  1. 가열범위가 적어 용접으로 인한 변형이 적다.
  2. 저 전류에서도 아크가 안정되어 박판용접에 적당하다.
  3. 용접하고자 하는 장소가 협소하여 토치의 접근이 어려운 용접부도 용접을 쉽게 할 수 있다.
  4. 부적당한 용접기술로 용가재의 끝부분이 용접 중 공기에 노출되면 용접부의 금속이 오염된다.
(정답률: 35%)
  • "용접하고자 하는 장소가 협소하여 토치의 접근이 어려운 용접부도 용접을 쉽게 할 수 있다."가 틀린 것이다. 이유는 가스 텅스텐 아크 용접은 토치를 사용하여 용접을 하기 때문에 용접하고자 하는 장소가 협소하면 토치의 접근이 어려워 용접이 어려울 수 있다.
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100. CO2 가스 용접 시 고전류 영역(약 200A이상)에서 팁과 모재 간의 거리 몇 mm 정도가 가장 적당한가?

  1. 0 ~ 5
  2. 5 ~ 10
  3. 15 ~ 25
  4. 25 ~ 35
(정답률: 27%)
  • CO2 가스 용접 시 고전류 영역에서 팁과 모재 간의 거리는 15 ~ 25mm가 가장 적당하다. 이는 이 거리 범위에서는 충분한 아크 길이와 적절한 열 입력이 유지되며, 용접 부위의 산화물 및 불순물 제거가 적절하게 이루어지기 때문이다. 또한, 이 거리 범위에서는 용접 부위의 녹는 속도와 냉각 속도가 적절하게 조절되어 용접 부위의 결함이 최소화된다.
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