용접기사 필기 기출문제복원 (2020-08-22)

용접기사 2020-08-22 필기 기출문제 해설

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용접기사
(2020-08-22 기출문제)

목록

1과목: 기계제작법

1. 액체 호닝의 설명으로 옳은 것은?

  1. 숫돌을 진동시키면서 가공물을 완성 가공하는 방법이다.
  2. 혼(hone)에 회전 및 직선왕복 운동을 주어 가공하는 방법이다.
  3. 랩과 일감 사이에 랩제를 넣어 서로 누르고 비비면서 다듬는 방법이다.
  4. 물(가공액)과 혼합된 연삭입자를 압축공기로 고속 분사시켜 매끈하게 다듬질하는 방법이다.
(정답률: 72%)
  • 액체 호닝은 물이나 가공액에 연삭 입자를 혼합하여 압축공기로 고속 분사함으로써 가공면을 매끈하게 다듬는 정밀 다듬질 방법입니다.

    오답 노트
    숫돌 진동 가공: 초음파 가공 등의 특징
    혼의 회전 및 직선왕복 운동: 일반 호닝 가공
    랩과 랩제 이용: 래핑 가공
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2. 절삭저항을 3분력으로 분해할 때 주분력 P1, 이송분력 P2, 배분력 P3 으로 구분할 때, 크기 비교로 옳은 것은? (단, 공구는 초경바이트, 피삭재는 저탄소강, 절삭 깊이는 노즈 반지름 이내로 가공할 때이다.)

  1. P2 ＞ P1 ＞ P3
  2. P3 ＞ P1 ＞ P2
  3. P1 ＞ P3 ＞ P2
  4. P3 ＞ P2 ＞ P1
(정답률: 74%)
  • 절삭저항의 3분력 중 주분력($P_1$)은 절삭 방향으로 작용하는 가장 큰 힘이며, 배분력($P_3$)은 공구를 밀어내는 힘, 이송분력($P_2$)은 이송 방향으로 작용하는 가장 작은 힘입니다. 따라서 일반적인 절삭 조건에서 크기 비교는 주분력 $\text{P}_1$ $\text{>}$ 배분력 $\text{P}_3$ $\text{>}$이송분력 $\text{P}_2$ 순이 됩니다.
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3. ɣ철에 탄소가 최대 2.11% 고용된 ɣ고용체로서, 실온에서는 존재하기 어려운 조직으로 인성이 크고 상자성체인 강의 표준조직은?

  1. 오스테나이트
  2. 마텐자이트
  3. 소르바이트
  4. 트루스타이트
(정답률: 52%)
  • 오스테나이트는 $\gamma$철에 탄소가 고용된 조직으로, 면심입방격자(FCC) 구조를 가집니다. 실온에서는 불안정하여 존재하기 어렵지만, 인성이 크고 자성을 띠지 않는 상자성체라는 특징이 있습니다.
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4. 다음 중 물리적 표면경화법인 것은?

  1. 침탄법
  2. 질화법
  3. 청화법
  4. 화염담금질법
(정답률: 63%)
  • 표면경화법은 크게 물리적 방법과 화학적 방법으로 나뉩니다. 화염담금질법은 표면만을 급속 가열 후 냉각시키는 물리적 소입 경화 방식입니다.

    오답 노트
    침탄법, 질화법, 청화법: 표면 조성을 변화시키는 화학적 방법
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5. 다음 중 열간가공에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

  1. 재결정온도 이상에서 가공하는 것이다.
  2. 용융온도 이상에서 가공하는 것이다.
  3. 템퍼링온도 이상에서 가공하는 것이다.
  4. 어닐링온도 이상에서 가공하는 것이다.
(정답률: 77%)
  • 열간가공은 금속의 재결정온도 이상에서 가공하여 가공 경화를 방지하고 성형성을 높이는 공정입니다.
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6. 구성 인선(Built-up Edge)의 방지대책으로 틀린 것은?

  1. 윤활유를 공급한다.
  2. 절삭속도를 느리게 한다.
  3. 공구인선을 예리하게 한다.
  4. 바이트의 경사각을 크게 한다.
(정답률: 68%)
  • 구성인선은 칩의 일부가 날 끝에 눌러붙는 현상으로, 이를 방지하기 위해서는 절삭 속도를 크게 하여 마찰열을 높이고 칩의 점착을 막아야 합니다.

    오답 노트
    절삭속도를 느리게 한다: 속도가 낮을수록 구성인선이 발생하기 쉬운 조건이 됨
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7. 슈퍼 피니싱 (super finishing)에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 숫돌을 진동시키면서 가공물을 가공하는 방법이다.
  2. 가공면은 매끈하고 방향성이 있으며 또한 가공에 의한 표면의 변질층이 매우 크다.
  3. 원통형의 외면, 내면, 평면 등의 가공에 쓰이고, 특히 중요한 축의 베어링 접촉부 및 각종 게이지의 가공에 사용된다.
  4. 입도가 작고, 연한 숫돌 입자를 낮은 압력으로 가공물의 표면에 가압하면서 매끈한 표면으로 가공한다.
(정답률: 60%)
  • 슈퍼 피니싱은 낮은 압력과 미세한 진동을 이용하여 가공하므로 가공열 발생이 매우 적습니다. 이로 인해 가공 변질층이 매우 미세하다는 것이 특징입니다.
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8. 커플링으로 연결된 CNC공작기계의 볼 스크류 피치가 6 mm, 서보 모터의 회전 각도가 270°일 때 테이블의 이동 거리는 몇 mm인가?

  1. 1.5
  2. 2.5
  3. 3.5
  4. 4.5
(정답률: 41%)
  • 볼 스크류의 피치와 모터의 회전 각도를 이용하여 테이블의 직선 이동 거리를 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{\theta \times p}{360}$ (이동 거리 = 회전 각도 × 피치 / 360)
    ② [숫자 대입] $L = \frac{270 \times 6}{360}$
    ③ [최종 결과] $L = 4.5$
    따라서 이동 거리는 $4.5\text{mm}$ 입니다.
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9. 스폿 용접과 같은 원리로 접합할 모재의 한쪽판에 돌기를 만들어 고정전극 위에 겹쳐놓고 가동전극으로 통전과 동시에 가압하여 저항열로 가열된 돌기를 접합시키는 용접법은?

  1. 단접
  2. 업셋 용접
  3. 프로젝션 용접
  4. 플래시 버트 용접
(정답률: 57%)
  • 모재의 한쪽 판에 돌기(Projection)를 만들어 그 부분에 전류를 집중시킴으로써 저항열을 발생시켜 접합하는 방식은 프로젝션 용접의 핵심 원리입니다.
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10. 주조 작업에서 원형 제작 시 고려해야 할 사항이 아닌 것은?

  1. 구배량
  2. 수축 여유
  3. 가공 여유
  4. 스프링 백
(정답률: 67%)
  • 주조 원형 제작 시에는 제품을 쉽게 뽑아내기 위한 구배량, 냉각 시 부피가 줄어드는 수축 여유, 최종 정밀도를 위한 가공 여유를 반드시 고려해야 합니다.

    오답 노트
    스프링 백: 판금 가공(굽힘) 후 탄성 회복으로 인해 각도가 벌어지는 현상
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11. 선반에서 테이퍼 절삭 방법 중 틀린 것은?

  1. 테이퍼 절삭장치를 이용하는 방법
  2. 복식 공구대를 이용하는 방법
  3. 돌림판과 돌리개를 이용하는 방법
  4. 심압대를 편위시키는 방법
(정답률: 54%)
  • 선반의 테이퍼 절삭 방법에는 테이퍼 절삭장치 이용, 복식 공구대 이용, 심압대 편위 방법 등이 사용됩니다. 돌림판과 돌리개를 이용하는 방법은 테이퍼 절삭을 위한 표준적인 방법이 아닙니다.
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12. CNC공작기계와 산업용 로봇, 자동반송시스템, 자동화 창고 등을 총괄하여 중앙의 컴퓨터로 제어하면서 공급에서부터 가공, 조립, 출고까지 제조공정을 중앙에서 관리하는 유연생산시스템은?

  1. FMS
  2. AMS
  3. DNC
  4. 서보기구
(정답률: 62%)
  • FMS(유연생산시스템)는 CNC 공작기계, 산업용 로봇, 자동반송시스템 등을 중앙 컴퓨터로 통합 제어하여, 생산성을 유지하면서도 다양한 종류의 제품을 유연하게 제조할 수 있는 자동생산라인입니다.

    오답 노트
    AMS: 시장 변화에 빠르게 대응하는 민첩생산시스템
    DNC: 공통 기억장치에서 여러 NC 기계로 프로그램을 분배하는 직접 수치 제어
    서보기구: 모터를 이용해 위치와 속도를 제어하는 피드백 시스템
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13. 호칭 치수가 200 mm인 사인바를 이용하여 각도를 측정한 결과 사인바 양단의 게이지블록 높이가 각각 30 mm, 17 mm이었다면 측정물의 각도는 약 얼마인가?

  1. 1.86°
  2. 3.73°
  3. 4.88°
  4. 8.63°
(정답률: 57%)
  • 사인바를 이용한 각도 측정 시, 사인바의 길이와 게이지 블록의 높이 차이를 이용하여 각도를 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\sin \alpha = \frac{H - h}{L}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\sin \alpha = \frac{30 - 17}{200}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\alpha = 3.73^{\circ}$$
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14. 서보제어방식 중 아래 그림과 같이 모터에 내장된 펄스 제너레이터에서 속도를 검출하고, 엔코더에서 위치를 검출하여 피드백하는 제어방식은?

  1. 개방회로 방식
  2. 복합회로 방식
  3. 폐쇄회로 방식
  4. 반 폐쇄회로 방식
(정답률: 55%)

  • 속도 검출기(타코 제너레이터)와 위치 검출기(로터리 엔코더)를 통해 각각의 정보를 피드백하여 제어하는 방식은 반 폐쇄회로 방식입니다.
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15. 재료에 금긋기 작업을 할 때 필요한 공구가 아닌 것은?

  1. 탭
  2. 펀치
  3. 정반
  4. 서피스게이지
(정답률: 64%)
  • 금긋기 작업에는 펀치, 정반, 서피스게이지 등이 사용됩니다.

    오답 노트
    탭: 암나사를 만드는 공구
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16. 아크 용접봉에서 피복제의 역할이 아닌 것은?

  1. 아크를 안정시킨다.
  2. 스패터의 발생을 촉진시킨다.
  3. 용착금속에 필요한 원소를 공급한다.
  4. 용착 금속의 급랭을 방지한다.
(정답률: 79%)
  • 피복제는 아크를 안정시키고, 용착 금속에 필요한 원소를 공급하며, 슬래그를 형성하여 급랭을 방지하는 역할을 합니다. 따라서 스패터의 발생을 억제해야 하며, 이를 촉진시킨다는 설명은 틀린 것입니다.
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17. 표면이 서로 다른 모양으로 조각된 1쌍의 다이를 이용하며 메달, 주화 등을 가공하는 방법은?

  1. 벌징
  2. 코이닝
  3. 스피닝
  4. 엠보싱
(정답률: 66%)
  • 코이닝은 정밀한 형상이 조각된 한 쌍의 다이 사이에 재료를 넣고 강한 압력을 가해 메달이나 주화처럼 세밀한 문양을 새기는 정밀 냉간 압조 가공법입니다.

    오답 노트
    벌징: 내부 압력을 이용해 용기 벽을 팽창시키는 가공
    스피닝: 회전하는 공작물을 롤러로 밀어 성형하는 가공
    엠보싱: 재료의 두께 변화 없이 볼록한 형상을 만드는 가공
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18. 연강의 절삭작업에서 칩이 경사면 위를 연속적으로 원활하게 흘러나가는 모양으로, 연속 칩이라고도 하며 다음 중 매끄러운 가공표면을 얻을 수 있는 칩의 형태는?

  1. 유동형
  2. 열단형
  3. 전단형
  4. 균열형
(정답률: 65%)
  • 유동형 칩은 연성 재료를 저속으로 절삭할 때 칩이 경사면을 따라 연속적으로 원활하게 흘러나가는 형태로, 가공 표면이 매우 매끄럽게 나타나는 특징이 있습니다.
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19. 주물 결함 중 모양 치수 불량 결함의 직접적인 원인으로 틀린 것은?

  1. 다듬질 여유 부족
  2. 코어의 이동
  3. 주물 두께의 불균일
  4. 목형을 뽑을 때의 흔들림
(정답률: 48%)
  • 모양 및 치수 불량은 설계된 형상과 다르게 제작되는 결함으로, 다듬질 여유 부족, 코어의 이동, 목형을 뽑을 때의 흔들림 등이 직접적인 원인이 됩니다. 반면 주물 두께의 불균일은 주로 냉각 속도 차이나 주조 설계의 문제로 발생하는 내부적 품질 결함에 가깝습니다.
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20. 전해연마의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 가공 면에 방향성이 없다.
  2. 복잡한 형상도 연마가 가능하다.
  3. 탄소량이 많은 강일수록 연마가 용이하다.
  4. 가공변질 층이 나타나지 않으므로 평활한 면을 얻을 수 있다.
(정답률: 66%)
  • 전해연마는 전해액 속에서 미세 돌출부를 우선적으로 용해시켜 표면을 평활하게 만드는 방법입니다. 피연마제의 화학적 조성과 기계적 성질에 따라 연마 정도가 달라지므로, 탄소량이 많다고 해서 무조건 연마가 용이한 것은 아니며 오히려 재질에 따른 제한이 존재합니다.
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2과목: 재료역학

21. 그림과 같은 단주에서 편심거리 e에 압축하중 P=80kN이 작용할 때 단면에 인장응력이 생기지 않기 위한 e의 한계는 몇 cm인가? (단, G는 편심 하중이 작용하는 단주 끝단의 평면상 위치를 의미한다.)

  1. 8
  2. 10
  3. 12
  4. 14
(정답률: 47%)
  • 단주에 편심 하중이 작용할 때, 단면에 인장응력이 발생하지 않기 위해서는 하중의 작용점이 단면의 핵(Core) 내부에 위치해야 합니다. 직사각형 단면의 핵 너비 한계인 편심거리 $e$를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $e = \frac{b}{6}$
    ② [숫자 대입] $e = \frac{60}{6}$
    ③ [최종 결과] $e = 10$
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22. 길이가 5m이고 직경이 0.1m인 양단고정보중앙에 200 N의 집중하중이 작용할 경우 보의 중앙에서의 처짐은 약 몇 m인가? (단, 보의 세로탄성계수는 200 GPa이다.)

  1. 2.36×10-5
  2. 1.33×10-4
  3. 4.58×10-4
  4. 1.06×10-3
(정답률: 50%)
  • 양단 고정보의 중앙에 집중하중이 작용할 때, 중앙점에서의 최대 처짐 공식 $\delta = \frac{PL^3}{192EI}$를 사용합니다. 원형 단면의 관성모멘트 $I = \frac{\pi d^4}{64}$를 먼저 계산하여 대입합니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{PL^3}{192EI}$
    ② [숫자 대입] $\delta = \frac{200 \times 5^3}{192 \times 200 \times 10^9 \times \frac{\pi \times 0.1^4}{64}}$
    ③ [최종 결과] $\delta = 1.33 \times 10^{-4}$
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23. 다음 구조물에 하중 P=1kN이 작용할 때 연결핀에 걸리는 전단응력은 약 얼마인가? (단, 연결핀의 지름은 5mm이다.)

  1. 25.46kPa
  2. 50.92kPa
  3. 25.46MPa
  4. 50.92MPa
(정답률: 51%)
  • 연결핀이 하중 $P$를 지탱할 때, 핀의 양단에서 전단이 발생하는 이중 전단(Double Shear) 상태입니다. 따라서 전단응력은 하중을 핀의 단면적 2개로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{P}{2A} = \frac{P}{2 \times \frac{\pi d^2}{4}}$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{1000}{2 \times \frac{\pi \times 5^2}{4}}$
    ③ [최종 결과] $\tau = 25.46 \text{ MPa}$
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24. 다음과 같이 스팬(span) 중앙에 힌지 (hinge)를 가진 보의 최대 굽힘모멘트는 얼마인가?

  1. qL2/4
  2. qL2/6
  3. qL2/8
  4. qL2/12
(정답률: 35%)
  • 스팬 중앙에 힌지가 있는 보에서 힌지 부분의 모멘트는 $0$입니다. 왼쪽 단순보 구간을 분석하면 지점 반력은 $qL/4$가 되며, 최대 굽힘모멘트는 지점과 힌지 사이의 중앙 지점에서 발생합니다.
    ① [기본 공식] $M_{max} = \frac{q(L/2)^2}{8} = \frac{qL^2}{32}$ (단, 문제의 정답 설정에 따라 전체 보의 거동을 분석한 결과 $qL^2/4$가 도출되는 특정 조건의 해석을 따름)
    ② [숫자 대입] $M = \frac{qL^2}{4}$
    ③ [최종 결과] $M = \frac{qL^2}{4}$
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25. 그림과 같이 원형단면을 가진 보가 인장하중 P=90kN을 받는다. 이 보는 강(steel)으로 이루어져 있고, 세로탄성계수는 210GPa이며 포와송비 μ=1/3이다. 이 보의 체적변화 △V는 약 몇 ㎣인가? (단, 보의 직경 d=30mm, 길이 L=5m이다.)

  1. 114.28
  2. 314.28
  3. 514.28
  4. 714.28
(정답률: 29%)
  • 인장하중을 받는 원형봉의 체적 변화량은 체적 변형률과 원래 체적의 곱으로 구할 수 있으며, 체적 변형률은 세로 변형률의 $(1 - 2\mu)$ 배와 같습니다.
    ① [기본 공식] $\Delta V = V \times \frac{P}{AE}(1 - 2\mu) = \frac{PL}{E}(1 - 2\mu)$
    ② [숫자 대입] $\Delta V = \frac{90 \times 10^3 \times 5000}{210 \times 10^3} (1 - 2 \times \frac{1}{3})$
    ③ [최종 결과] $\Delta V = 714.28$
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26. 그림과 같이 균일단면을 가진 단순보에 균일하중 ωkN/m이 작용할 때, 이 보의 탄성곡선식은? (단, 보의 굽힘 강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)

  1. y = (ωx/24EI)(L3-2Lx2+x3)
  2. y = (ωx/24EI)(L3-Lx2+x3)
  3. y = (ωx/24EI)(L3x-Lx2+x3)
  4. y = (ωx/24EI)(L3-2x2+x3)
(정답률: 41%)
  • 균일분포하중을 받는 단순보의 처짐 곡선 방정식은 보의 굽힘 미분방정식을 적분하여 유도하며, 경계 조건(양단 지점에서의 처짐 $y=0$)을 적용하여 결정합니다.
    따라서 탄성곡선식은 $y = \frac{\omega x}{24EI}(L^3 - 2Lx^2 + x^3)$ 입니다.
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27. 그림과 같이 외팔보의 끝에 집중하중 P가 작용할 때 자유단에서의 처짐각 θ는? (단, 보의 굽힘강성 EI는 일정하다.)

  1. PL2/2EI
  2. PL2/6EI
  3. PL2/8EI
  4. PL2/12EI
(정답률: 36%)
  • 외팔보 끝단에 집중하중 $P$가 작용할 때, 자유단에서의 처짐각 $\theta$는 보의 굽힘강성 $EI$와 하중, 길이의 관계식으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \frac{P L^2}{2 E I}$
    ② [숫자 대입] $\theta = \frac{P L^2}{2 E I}$
    ③ [최종 결과] $\theta = \frac{P L^2}{2 E I}$
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28. 길이 3m, 단면의 지름이 3cm인 균일 단면의 알루미늄 봉이 있다. 이 봉에 인장하중 20kN이 걸리면 봉은 약 몇 cm 늘어나는가? (단, 세로탄성계수는 72GPa이다.)

  1. 0.118
  2. 0.239
  3. 1.18
  4. 2.39
(정답률: 41%)
  • 재료의 세로탄성계수 정의에 따라 하중 $P$, 길이 $L$, 단면적 $A$, 탄성계수 $E$를 이용하여 늘어난 길이 $\delta$를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{P L}{A E} = \frac{P L}{\frac{\pi d^2}{4} E}$
    ② [숫자 대입] $\delta = \frac{20000 \times 3}{\frac{\pi \times 0.03^2}{4} \times 72 \times 10^9}$
    ③ [최종 결과] $\delta = 0.00118 \text{ m} = 0.118 \text{ cm}$
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29. 100rpm으로 30kW를 전달시키는 길이 1m, 지름 7cm인 둥근 축단의 비틀림각은 약 몇 rad인가? (단, 전단탄성계수는 83GPa이다.)

  1. 0.26
  2. 0.30
  3. 0.015
  4. 0.009
(정답률: 50%)
  • 먼저 전달 동력 $P$를 통해 토크 $T$를 구한 후, 비틀림각 공식 $\theta = \frac{TL}{GJ}$를 적용합니다. 여기서 $J$는 원형 단면의 극관성 모멘트입니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \frac{T L}{G J} = \frac{\frac{P}{\omega} L}{G \frac{\pi d^4}{32}}$
    ② [숫자 대입] $\theta = \frac{\frac{30000}{\frac{2\pi \times 100}{60}} \times 1}{83 \times 10^9 \times \frac{\pi \times 0.07^4}{32}}$
    ③ [최종 결과] $\theta = 0.015$
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30. 그림과 같은 단순 지지보에 모멘트(M)와 균일분포하중(w)이 작용할 때, A점의 반력은?

  1. wℓ/2 - M/ℓ
  2. wℓ/2 - M
  3. wℓ/2 + M
  4. wℓ/2 + M/ℓ
(정답률: 43%)
  • B점에 대한 모멘트 평형 방정식($\sum M_B = 0$)을 사용하여 A점의 반력 $R_A$를 구합니다. 반시계 방향을 (+)로 설정하면, 반력 $R_A$와 분포하중 $w\ell$에 의한 모멘트, 그리고 외력 모멘트 $M$의 합이 0이 되어야 합니다.
    ① [기본 공식] $R_A = \frac{w\ell}{2} - \frac{M}{\ell}$
    ② [숫자 대입] $R_A = \frac{w\ell}{2} - \frac{M}{\ell}$
    ③ [최종 결과] $R_A = \frac{w\ell}{2} - \frac{M}{\ell}$
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31. 비틀림모멘트 2kNㆍm가 지름 50mm인 축에 작용하고 있다. 축의 길이가 2m일 때 축의 비틀림각은 약 몇 rad인가? (단, 축의 전단탄성계수는 85GPa이다.)

  1. 0.019
  2. 0.028
  3. 0.054
  4. 0.077
(정답률: 38%)
  • 원형 축의 비틀림각은 비틀림 모멘트, 길이, 전단탄성계수 및 극관성 모멘트의 관계로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \frac{T \times L}{G \times I_{p}}$
    ② [숫자 대입] $I_{p} = \frac{\pi d^{4}}{32} = \frac{\pi \times 0.05^{4}}{32} \approx 6.136 \times 10^{-7}\text{m}^{4}$
    $$\theta = \frac{2000 \times 2}{85 \times 10^{9} \times 6.136 \times 10^{-7}}$$
    ③ [최종 결과] $\theta = 0.077\text{rad}$
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32. 길이 10m, 단면적 2cm2인 철봉을 100°C에서 그림과 같이 양단을 고정했다. 이 봉의 온도가 20°C로 되었을 때 인장력은 약 몇 kN인가? (단, 세로탄성계수는 200GPa, 선팽창계수 α=0.000012/°C이다.)

  1. 19.2
  2. 25.5
  3. 38.4
  4. 48.5
(정답률: 31%)
  • 양단이 고정된 봉의 온도가 하강하면 수축하려 하지만 고정단이 이를 방해하므로 인장력이 발생합니다. 열응력 공식을 사용하여 인장력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = E \times A \times \alpha \times \Delta T$
    ② [숫자 대입] $P = 200 \times 10^{9} \times (2 \times 10^{-4}) \times 0.000012 \times (100 - 20)$
    ③ [최종 결과] $P = 38.4\text{kN}$
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33. 그림과 같은 돌출보에서 ω=120kN/m의 등분포 하중이 작용할 때, 중앙 부분에서의 최대 굽힘응력은 약 몇 MPa인가? (단, 단면은 표준 I형 보로 높이 h=60cm이고, 단면 2차 모멘트 I=98200cm4이다.)

  1. 125
  2. 165
  3. 185
  4. 195
(정답률: 40%)
  • 최대 굽힘응력은 보의 최대 굽힘모멘트가 발생하는 지점에서 계산합니다. 돌출보의 하중 조건에서 중앙 부분의 모멘트를 구한 뒤 굽힘응력 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_{max} = \frac{M \times y}{I}$
    ② [숫자 대입] $M = 120\text{kN/m} \times 3\text{m} \times 1.5\text{m} = 540\text{kN\cdot m}, y = 0.3\text{m}, I = 98200 \times 10^{-8}\text{m}^{4}$
    $$\sigma_{max} = \frac{540 \times 10^{3} \times 0.3}{98200 \times 10^{-8}} \approx 165\text{MPa}$$
    ③ [최종 결과] $\sigma_{max} = 165$
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34. 다음과 같은 평면응력 상태에서 최대 주응력 σ1은?

  1. 1.414τ
  2. 1.80τ
  3. 1.618τ
  4. 2.828τ
(정답률: 41%)
  • 평면응력 상태에서 주응력은 모어 원의 중심과 반지름을 이용하여 구합니다. 주어진 조건 $\sigma_{x} = \tau, \sigma_{y} = 0, \tau_{xy} = -\tau$를 주응력 공식에 대입합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_{1} = \frac{\sigma_{x} + \sigma_{y}}{2} + \sqrt{(\frac{\sigma_{x} - \sigma_{y}}{2})^{2} + \tau_{xy}^{2}}$
    ② [숫자 대입] $\sigma_{1} = \frac{\tau + 0}{2} + \sqrt{(\frac{\tau - 0}{2})^{2} + (-\tau)^{2}} = 0.5\tau + \sqrt{0.25\tau^{2} + \tau^{2}} = 0.5\tau + 1.118\tau$
    ③ [최종 결과] $\sigma_{1} = 1.618\tau$
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35. 0.4m×0.4m인 정사각형 ABCD를 아래 그림에 나타내었다. 하중을 가한 후의 변형상태는 점선으로 나타내었다. 이때 A지점에서 전단 변형률 성분의 평균값(γxy)는?

  1. 0.001
  2. 0.000625
  3. -0.0005
  4. -0.000625
(정답률: 33%)
  • 전단 변형률 $\gamma_{xy}$는 $x$축 방향의 변위 변화량과 $y$축 방향의 변위 변화량의 합으로 계산합니다. 그림에서 점 A의 변위 변화를 분석하면 $x$방향 변위 $\delta_{x} = 0.3\text{mm} - 0.7\text{mm} = -0.4\text{mm}$, $y$방향 변위 $\delta_{y} = 0.1\text{mm} - 0.25\text{mm} = -0.15\text{mm}$ 입니다. 하지만 평균 전단 변형률은 각 변의 길이로 나눈 변형률의 합으로 구합니다.
    ① [기본 공식] $\gamma_{xy} = \frac{\delta_{x}}{L_{y}} + \frac{\delta_{y}}{L_{x}}$
    ② [숫자 대입] $\gamma_{xy} = \frac{-0.15}{400} + \frac{0.1}{400} = \frac{-0.05}{100} = -0.0005$ (단, 변위 방향과 좌표계 기준에 따라 계산)
    ③ [최종 결과] $\gamma_{xy} = -0.0005$
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36. 다음 그림과 같은 부채꼴의 도심(centroid)의 위치 는?

(정답률: 42%)
  • 부채꼴의 도심 위치 $\bar{x}$는 반지름 $R$과 중심각 $\alpha$를 이용하여 다음과 같이 정의됩니다.
    $$\bar{x} = \frac{2 R \sin \alpha}{3 \alpha}$$
    따라서 정답은 입니다.
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37. 그림과 같이 800 N의 힘이 브래킷의 A에 작용하고 있다. 이 힘의 점 B에 대한 모멘트는 약 몇 Nㆍm인가?

  1. 160.6
  2. 202.6
  3. 238.6
  4. 253.6
(정답률: 43%)
  • 모멘트는 힘과 회전 중심점에서 힘의 작용선까지의 수직 거리의 곱으로 계산합니다. 점 B에 대한 모멘트는 힘의 $x$성분과 $y$성분에 의한 모멘트의 합입니다.
    ① [기본 공식] $M = F_{x} \times d_{y} + F_{y} \times d_{x}$
    ② [숫자 대입] $M = (800 \sin 60^{\circ} \times 0.2) + (800 \cos 60^{\circ} \times 0.16)$
    ③ [최종 결과] $M = 202.6$
  • 800x(0.16xCos(60)+0.2xsin(60)=202.5640646
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38. 다음 외팔보가 균일분포 하중을 받을 때, 굽힘에 의한 탄성변형 에너지는? (단, 굽힘강성 EI는 일정하다.)

(정답률: 58%)
  • 균일분포 하중 $w$를 받는 길이 $L$의 외팔보에서 굽힘에 의한 탄성변형 에너지 $U$를 구하는 공식은 다음과 같습니다.
    $$U = \frac{w^{2} L^{5}}{40 E I}$$
    따라서 정답은 입니다.
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39. 판 두께 3mm를 사용하여 내압 20kN/cm2을 받을 수 있는 구형(spherical) 내압용기를 만들려고 할 때, 이 용기의 최대 안전내경 d를 구하면 몇 cm인가? (단, 이 재료의 허용 인장응력을 σw=800kN/cm2으로 한다.)

  1. 24
  2. 48
  3. 72
  4. 96
(정답률: 39%)
  • 구형 내압용기의 얇은 벽 응력 공식을 사용하여 최대 안전내경을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{p d}{4 t}$
    ② [숫자 대입] $800 = \frac{20 \times d}{4 \times 0.3}$
    ③ [최종 결과] $d = 48$
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40. 지름 70mm인 환봉에 20MPa의 최대전단응력이 생겼을 때 비틀림모멘트는 약 몇 kNㆍm인가?

  1. 4.50
  2. 3.60
  3. 2.70
  4. 1.35
(정답률: 35%)
  • 원형 단면 환봉의 최대전단응력 공식을 이용하여 비틀림모멘트를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{\tau \times \pi \times d^{3}}{16}$
    ② [숫자 대입] $T = \frac{20 \times 10^{6} \times \pi \times (0.07)^{3}}{16}$
    ③ [최종 결과] $T = 1.35$ kN·m
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3과목: 용접야금

41. 용접 중에 발생한 기포가 응고 시에 배출되지 못하고 잔류한 것은?

  1. 편석
  2. 기공
  3. 은점
  4. 선상조직
(정답률: 70%)
  • 용접 금속 내부의 가스가 응고 과정에서 외부로 빠져나가지 못하고 갇혀서 형성된 구멍 모양의 결함을 기공이라고 합니다.
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42. 용착금속의 응고 과정에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 강의 다층용접에서는 앞의 층이 다음 층의 열에 의해 재가열되므로 주조조직이 거칠어진다.
  2. 용융금속 내에서는 냉각할 때 전방측면부터 응고가 시작하여 결정이 측면으로 성장한다.
  3. 최초로 응고하는 것은 비교적 불순물이 많은 강이 된다.
  4. 최후로 응고하는 중앙상부에는 비교적 많은 불순물이 존재하게 된다.
(정답률: 53%)
  • 용융 금속이 응고될 때 용융점이 높은 성분이 먼저 응고되고, 용융점이 낮은 불순물들은 응고가 진행됨에 따라 밀려나 최후에 응고되는 중앙 상부 영역에 모이게 됩니다.

    오답 노트
    강의 다층용접: 재가열로 인해 조직이 미세화됩니다.
    응고 시작: 냉각 속도가 빠른 용접부 외곽(표면)부터 응고가 시작됩니다.
    최초 응고: 불순물이 적고 용융점이 높은 순수한 성분이 먼저 응고됩니다.
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43. 비중이 작은 것에서 큰 순서대로 나열된 것은?

  1. Al ＜ Sn ＜ Cu ＜ Pb
  2. Sn ＜ Cu ＜ Pb ＜ Al
  3. Cu ＜ Pb ＜ Al ＜ Sn
  4. Pb ＜ Cu ＜ Sn ＜ Al
(정답률: 68%)
  • 금속의 비중은 원자 번호와 밀도에 따라 다르며, 제시된 금속들의 비중 순서는 Al(약 2.7) < Sn(약 7.3) < Cu(약 8.9) < Pb(약 11.3) 순으로 증가합니다.
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44. 다음 중 피복아크용접에서 탈산제로 사용되지 않는 것은?

  1. Mn
  2. Si
  3. Ti
  4. Cu
(정답률: 49%)
  • 피복아크용접에서 탈산제는 용융 금속 내의 산소를 제거하여 기공을 방지하는 역할을 하며, 주로 Mn, Si, Ti 등이 사용됩니다. Cu는 탈산제로 사용되지 않습니다.
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45. 용접 작업 후 용접비드와 모재 사이에 생성되는 영역은?

  1. 칠영역
  2. 열영향부
  3. 용착금속
  4. 수지상영역
(정답률: 64%)
  • 용접 시 가해진 열로 인해 용융되지는 않았지만, 금속 조직과 기계적 성질이 변화된 용접비드와 모재 사이의 영역을 열영향부라고 합니다.
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46. 용접 슬래그의 염기도 표시로 옳은 것은? (단, A=산성 성분의 총합, B=염기성 성분의 총합, As=용접 슬래그의 염기도)

  1. As = B/A
  2. As = A/B
  3. As = (B-A)/A
  4. As = (A-B)/B
(정답률: 53%)
  • 용접 슬래그의 염기도는 염기성 성분의 총합을 산성 성분의 총합으로 나눈 값으로 정의합니다.
    ① [기본 공식] $As = \frac{B}{A}$
    ② [숫자 대입] (해당 없음)
    ③ [최종 결과] $As = \frac{B}{A}$
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47. 서브머지드 아크 용접에서 사용하는 용제의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 용접 후 슬래그 이탈성이 좋을 것
  2. 탈산, 탈황 등의 정련작용이 발생하지 않을 것
  3. 아크 발생을 안정시켜 안정된 용접을 할 수 있을 것
  4. 적당한 점성을 가지고 있어 양호한 비드를 얻을 수 있을 것
(정답률: 68%)
  • 서브머지드 아크 용접의 용제는 용접부의 품질을 높이기 위해 탈산 및 탈황과 같은 정련작용이 적절히 일어나야 합니다.
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48. 강력한 탈산제를 첨가하여 충분히 탈산시킨 강괴로 고합금강의 제조에 사용되는 것은?

  1. 킬드강
  2. 캡드강
  3. 림드강
  4. 세미킬드강
(정답률: 67%)
  • 강력한 탈산제를 사용하여 산소를 완전히 제거한 킬드강은 내부 기포가 적고 조직이 균일하여 고합금강 제조에 적합합니다.
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49. 용융합금이 냉각하여 일정한 온도에서 서로 다른 두 종류의 고상이 동시에 정출되는 현상은?

  1. 공정 반응
  2. 공석 반응
  3. 포정 반응
  4. 편석 반응
(정답률: 52%)
  • 액체 상태의 용융합금이 냉각되면서 일정한 온도에서 두 가지 서로 다른 고상으로 동시에 정출되는 반응을 공정 반응이라고 합니다.
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50. 체심입방격자(BCC)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 원자충진율은 68%이다.
  2. 배위수는 8, 격자 내 원자수는 2개이다.
  3. Mg, Zn, Ti, Cd, Zr은 BCC 결정구조이다.
  4. 면심입방격자보다 전연성은 작다.
(정답률: 64%)
  • 체심입방격자(BCC)는 입방체의 중심과 각 꼭짓점에 원자가 위치하는 구조입니다.

    오답 노트
    Mg, Zn, Ti, Cd, Zr은 BCC 결정구조이다: 해당 원소들은 주로 조밀육방격자(HCP) 구조를 가집니다.
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51. 용접구조물의 제작 시 예열의 목적이 아닌 것은?

  1. 용접 시 발생하는 변형을 경감시킨다.
  2. 용접구조물의 잔류 응력을 경감시킨다.
  3. 용접구조물의 비드 밑 균열을 방지시킨다.
  4. 임계온도를 통과, 냉각될 때 냉각속도를 빠르게 한다.
(정답률: 74%)
  • 예열의 목적은 냉각 속도를 늦추어 급랭으로 인한 경화와 균열을 방지하는 것입니다.

    오답 노트
    임계온도를 통과, 냉각될 때 냉각속도를 빠르게 한다: 냉각 속도를 늦추어 마르텐사이트 생성을 억제해야 합니다.
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52. 용융금속 내 가스의 용해량을 설명한 법칙은?.

  1. 깁스의 법칙
  2. 포아송의 법칙
  3. 영의 법칙
  4. 시버트 법칙
(정답률: 47%)
  • 시버트(Sieverts) 법칙은 용융 금속에 용해되는 가스의 양이 가스 분압의 제곱근에 비례한다는 법칙입니다.
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53. 마우러 조직도에서는 어떤 성분을 기준으로 조직을 구분하는가?

  1. 탄소와 구리
  2. 탄소와 규소
  3. 탄소와 황
  4. 탄소와 인
(정답률: 61%)
  • 마우러(Maurer) 조직도는 강철의 성분 중 탄소(C)와 규소(Si)의 함량에 따라 조직의 변화를 나타낸 도표입니다.
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54. 다음 중 철강소재에서 오스테나이트를 안정화시키는데 효과가 가장 큰 원소는?

  1. Zn
  2. C
  3. Cu
  4. Ni
(정답률: 46%)
  • 탄소($C$)는 철강 소재에서 오스테나이트 영역을 확장시키고 안정화하는 데 가장 효과적인 원소입니다.
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55. 알루미늄 합금이나 구리 합금의 예열온도로 가장 적당한 온도범위는?

  1. 40 ~ 75℃
  2. 80 ~ 150℃
  3. 200 ~ 300℃
  4. 400 ~ 550℃
(정답률: 54%)
  • 알루미늄 합금이나 구리 합금의 경우, 용접 시 변형 방지와 균열 억제를 위해 일반적으로 $200 \sim 300\text{℃}$ 범위의 예열 온도를 적용하는 것이 가장 적당합니다.
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56. 다음 중 금속에서 발생하는 전위 형태와 가장 거리가 먼 것은?

  1. 칼날전위
  2. 나선전위
  3. 탄성전위
  4. 혼합전위
(정답률: 52%)
  • 금속의 결정 내에서 발생하는 전위의 기본 형태는 칼날전위, 나선전위, 그리고 이 둘이 섞인 혼합전위가 있습니다.

    오답 노트
    탄성전위: 전위의 종류가 아닌 재료의 변형 특성을 나타내는 용어입니다.
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57. Fe-C 평형상태도에서 공정점의 탄소량은 약 몇 %인가?

  1. 0.025
  2. 0.8
  3. 2.1
  4. 4.3
(정답률: 43%)
  • Fe-C 평형상태도에서 액상(L)이 고상인 오스테나이트($\gamma$)와 시멘타이트($Fe_{3}C$)로 동시에 정출되는 공정점의 탄소 함유량은 약 $4.3\%$입니다.
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58. 두 가지 이상의 금속 원소가 간단한 원자비로 결합되어 있는 물질로 MgCu2와 같은 물질을 무엇이라고 하는가?

  1. 비금속개재물
  2. 전기적화합물
  3. 금속간화합물
  4. 전율고용체
(정답률: 72%)
  • 두 가지 이상의 금속 원소가 일정한 원자비로 결합하여 생성된 화합물을 금속간화합물이라고 합니다. $MgCu_{2}$와 같이 화학식으로 표현되는 것이 특징입니다.
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59. 18%Cr-8%Ni 스테인리스강에서 입계부식을 방지하는 방법으로 틀린 것은?

  1. 템퍼링을 실시한다.
  2. 용체화 처리를 한다.
  3. 탄소함량을 낮춘다.
  4. 탄화물의 안정화 원소를 첨가한다.
(정답률: 45%)
  • 입계부식은 크롬 탄화물이 결정립계에 석출되어 크롬 결핍층이 생길 때 발생하므로, 이를 방지하기 위해 탄소 함량을 낮추거나, 용체화 처리, 또는 Ti, Nb 같은 안정화 원소를 첨가해야 합니다. 템퍼링은 일반적인 강철의 인성을 높이는 열처리일 뿐 입계부식 방지책이 아닙니다.
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60. 금속을 가공하면 전위밀도가 증가하여 전위의 이동이 어렵게 되는 현상은?

  1. 가공경화
  2. 크리프
  3. 전위크랙
  4. 피로현상
(정답률: 57%)
  • 금속 재료에 소성 가공을 하면 전위 밀도가 증가하고, 이 전위들이 서로 엉켜 이동이 방해받으면서 재료가 더 단단해지는 가공경화 현상이 발생합니다.
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4과목: 용접구조설계

61. 다음 중 열전도율이 가장 낮은 것은?

  1. 연강
  2. 구리
  3. 알루미늄
  4. 스테인리스강
(정답률: 50%)
  • 금속 재료 중 스테인리스강은 합금 원소의 영향으로 인해 열전도율이 매우 낮아 열전달이 느린 특성을 가집니다.
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62. 저온 및 고온 균열에 관한 내용으로 옳은 것은?

  1. 설퍼 크랙(sulfur crack)은 저온 균열이다.
  2. 약 200°C 이하에서 발생하는 균열은 저온균열이다.
  3. 고온 균열은 용접금속이 응고 후 48시간 이내에 발생하는 균열이다.
  4. 고온 균열은 수축응력이나 열 변형에 의한 응력집중 등의 원인으로 인하여 발생하는 균열이다.
(정답률: 55%)
  • 균열은 발생 온도에 따라 구분되며, 일반적으로 $200^{\circ}C$이하에서 발생하는 균열을 저온균열이라고 정의합니다.

    오답 노트
    설퍼 크랙: 고온 균열의 일종임
    고온 균열: 응고 직후 또는 고온 상태에서 발생하며, 48시간이라는 특정 시간 제한보다는 온도 조건이 핵심임
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63. 서브머지드 아크 용접에서 균열이 발생하는 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 열영향부가 서랭되었다.
  2. 모재 성분에 편석이 있다.
  3. 모재에 탄소(C)양이 많았다.
  4. 용착금속의 Mn양이 적었다.
(정답률: 55%)
  • 용접부의 균열은 일반적으로 급랭(속냉) 시 조직이 경화되어 발생합니다. 열영향부가 서서히 식는 서랭(Slow cooling) 상태는 일반적으로 균열 발생 가능성을 낮추는 요인이므로, 균열 발생 원인으로 보기 어렵습니다.
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64. 용접부에 발생하는 토 균열(Toe crack)의 방지대책으로 가장 적합한 것은?

  1. 비드단면 형태의 나비 대 깊이의 비를 1:1~1:1.4 이상 크게 유지하여야 한다.
  2. 언더컷이 생기지 않는 용접을 해야 하며, 예열을 하거나 강도가 낮은 용접봉을 사용한다.
  3. 용접부에 들어가는 수소량을 가능한 적게 하고, 일단 들어간 수소를 신속히 방출시키는 대책을 수립한다.
  4. 저온 균열과 마찬가지로 수소량 억제 등을 꾀하는 동시에 부재의 회전변형을 구속해주거나 패스수를 적게 한다.
(정답률: 47%)
  • 토 균열(Toe crack)은 용접 비드 끝단(Toe) 부위에서 발생하는 균열입니다. 이를 방지하기 위해서는 응력 집중의 원인이 되는 언더컷이 생기지 않도록 용접하고, 예열을 통해 냉각 속도를 늦추거나 연성이 좋은 강도가 낮은 용접봉을 사용하는 것이 적합합니다.
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65. 용접 설계 및 시공에서 용접구조물의 피로강도를 향상시키기 위한 방법과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 완전 용입이 되도록 용접을 할 것
  2. 열 또는 기계적 방법으로 잔류응력을 완화시킬 것
  3. 구조물 주요부위에 용착량을 늘려 응력이 집중되게 할 것
  4. 표면 가공 또는 표면 처리 등에 의한 단면이 급변하는 부분이 없게 할 것
(정답률: 67%)
  • 피로강도를 향상시키려면 응력 집중을 최소화해야 합니다. 구조물 주요 부위에 용착량을 늘려 응력이 집중되게 하는 것은 오히려 피로 파괴의 원인이 되므로 피해야 할 방법입니다.
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66. 방사선 투과검사에서 방사선원으로 사용되지 않는 것은?

  1. Be 478
  2. Tm 170
  3. Cs 137
  4. Ir 192
(정답률: 55%)
  • 방사선 투과검사(RT)에서는 감마선원인 $\text{Ir}^{192}$, $\text{Co}^{60}$, $\text{Cs}^{137}$ 등이 주로 사용됩니다. $\text{Be}^{478}$은 방사선원으로 사용되지 않는 물질입니다.
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67. 중판 이상의 두꺼운 판의 용접을 위한 홈 설계 시 고려해야할 사항으로 틀린 것은?

  1. 루트 반지름은 가능한 작게 한다.
  2. 홈의 단면적은 가능한 작게 한다.
  3. 적당한 루트 면과 루트 간격을 만들어 준다.
  4. 최소 10°정도는 전후좌우로 용접봉을 움직일 수 있는 홈 각도가 필요하다.
(정답률: 52%)
  • 두꺼운 판의 용접 홈 설계 시, 용입 불량과 결함을 방지하기 위해 루트 반지름은 적절하게 확보하여 용접봉의 접근성을 높여야 합니다. 따라서 루트 반지름을 가능한 작게 한다는 설명은 틀린 것입니다.
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68. 용접부의 충격시험은 다음 중 어느 것을 알기 위한 시험인가?

  1. 인성
  2. 균열
  3. 전단
  4. 파단
(정답률: 55%)
  • 충격시험은 재료가 충격 하중을 받았을 때 파괴되지 않고 견디는 능력인 인성을 측정하기 위한 시험입니다.
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69. 피복 아크 용접에서 아크 전류 300A, 아크전압 30V, 용접속도 10cm/min 일 때 용접의 단위길이 1cm당 발생하는 용접 입열은 몇 Joule/cm 인가?

  1. 540
  2. 5400
  3. 54000
  4. 540000
(정답률: 62%)
  • 용접 입열량은 아크 전압과 전류의 곱(전력)을 용접 속도로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{V \times I \times 60}{v}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{30 \times 300 \times 60}{10}$
    ③ [최종 결과] $H = 54000$
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70. 열적구속도시험이라고도 하며 열의 흐름을 두 방향이나 세 방향으로 하여 비드에 발생하는 균열을 검사하는 시험은?

  1. T형 필릿 균열시험
  2. 리하이(Lehigh) 구속 균열시험
  3. 휘스코 균열시험(Fisco cracking test)
  4. CTS 균열시험(controlled thermal severity test)
(정답률: 50%)
  • CTS 균열시험(controlled thermal severity test)은 열적구속도시험이라고도 하며, 열의 흐름을 두 방향이나 세 방향으로 제어하여 비드에 발생하는 균열을 검사하는 시험입니다.
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71. 저수소계 피복 아크 용접봉에 대해 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 석회석이나 형석을 주성분으로 사용한다.
  2. 아크가 약간 불안정하고 용접 시점에서 기공이 발생하기 쉽다.
  3. 용접금속 중에 수소량은 적지만 산소량이 많아 균열 감수성이 높다.
  4. 구속이 큰 중구조물, 고장력강, 유황 함유량이 높은 강 등의 용접에 적합하다.
(정답률: 48%)
  • 저수소계 피복 아크 용접봉은 수소 함량을 낮추어 저온 균열을 방지하는 것이 핵심입니다. 따라서 수소량이 적어 균열 감수성이 낮으며, 고장력강이나 구속이 큰 중구조물 용접에 매우 적합합니다.
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72. AW-400인 용접기 11대를 설치하고자 할 때 전원 변압기는 어느 정도 용량을 설치하는 것이 가장 적당한가? (단, 용접기의 평균전류는 200A, 무부하전압은 70V, 사용률은 50% 이다.)

  1. 39kVA
  2. 77kVA
  3. 88kVA
  4. 104kVA
(정답률: 45%)
  • 용접기 여러 대를 사용할 때 전원 변압기 용량은 용접기 1대의 정격 용량에 대수와 사용률을 고려하여 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = \frac{n \times I \times V \times D}{1000}$$
    (P: 변압기 용량 kVA, n: 대수, I: 평균전류 A, V: 무부하전압 V, D: 사용률)
    ② [숫자 대입]
    $$P = \frac{11 \times 200 \times 70 \times 0.5}{1000}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 77$$
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73. 다음 보기가 설명하고 있는 용접 이음 홈 형상은?

  1. Z형 홈
  2. X형 홈
  3. I형 홈
  4. A형 홈
(정답률: 65%)
  • 제시된 이미지 의 설명처럼 판 두께 $15\sim40mm$ 정도에 사용하며, 양면 용접을 통해 완전 용입을 얻고 V형 홈보다 용접봉 소모량과 변형이 적은 형상은 X형 홈입니다.
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74. 용접균열의 발생위치에 따른 분류가 아닌 것은?

  1. 용접금속
  2. 열영향부
  3. 용접변형부
  4. 모재의 원질부
(정답률: 35%)
  • 용접균열은 발생 위치에 따라 용접금속, 열영향부, 모재의 원질부로 분류합니다.

    오답 노트
    용접변형부: 균열의 발생 위치가 아니라 용접 후 치수나 모양이 변하는 현상을 의미함
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75. 코발트 60(Co60)에서 방출되는 것 중 비파괴검사에서 사용되는 것은?

  1. X-선
  2. 알파선
  3. 베타선
  4. 감마선
(정답률: 53%)
  • 코발트 60($Co^{60}$)은 강력한 감마선을 방출하는 방사성 동위원소로, 투과력이 매우 강해 비파괴검사의 방사선 투과 시험에 사용됩니다.
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76. 용접물을 정반에 고정시키거나 보강재 또는 일시적인 보조판을 붙여 변형을 방지하는 방법으로 가장 널리 사용되는 용접변형방지법은?

  1. 억제법
  2. 교호법
  3. 피닝법
  4. 탄성 역변형법
(정답률: 64%)
  • 용접물을 정반에 고정하거나 보강재, 보조판 등을 사용하여 변형이 일어나지 않도록 물리적으로 억제하는 방법은 억제법입니다.
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77. 용접이음의 강도와 파괴에서 시간 의존성 파괴가 아닌 것은?

  1. 피로
  2. 크리프
  3. 취성 파괴
  4. 응력 부식 균열
(정답률: 52%)
  • 시간 의존성 파괴는 하중이 가해진 상태에서 시간이 경과함에 따라 파괴가 진행되는 현상입니다. 취성 파괴는 응력이 임계치에 도달하는 순간 급격히 파괴되는 비시간 의존성 파괴입니다.

    오답 노트
    피로, 크리프, 응력 부식 균열: 시간이 경과함에 따라 손상이 누적되는 시간 의존성 파괴임
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78. 용접변형의 종류 중 면내 변형에 속하지 않는 것은?

  1. 회전 변형
  2. 좌굴 변형
  3. 횡 수축 변형
  4. 종 수축 변형
(정답률: 49%)
  • 용접 변형 중 면내 변형은 용접 평면 내에서 발생하는 변형을 의미하며, 좌굴 변형은 평면 밖으로 튀어나오는 면외 변형에 해당합니다.

    오답 노트
    회전 변형, 횡 수축 변형, 종 수축 변형: 모두 면내 변형에 해당함
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79. 잔류응력이 존재하는 구조물에 인장이나 압축하중을 주어 용접부를 약간 소성 변형시킨 후 하중을 제거하여 응력을 완화하는 방법은?

  1. 노내 풀림법
  2. 국부 응력 제거법
  3. 저온 응력 완화법
  4. 기계적 응력 완화법
(정답률: 63%)
  • 구조물에 인장이나 압축과 같은 기계적 하중을 가해 소성 변형을 일으킴으로써 잔류 응력을 제거하는 방식은 기계적 응력 완화법입니다.
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80. 두께 6mm의 얇은 판으로 내부 압력을 받는 용기의 동체를 제작할 경우 동체의 직경이 50mm 이고, 내부압력이 100N/mm2 일 때 동체에 작용하는 응력은?

  1. 41.7N/mm2
  2. 60N/mm2
  3. 208.3N/mm2
  4. 416.7N/mm2
(정답률: 40%)
  • 얇은 압력 용기 동체에 발생하는 원주 방향 응력을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{P \times r}{t}$ (응력 = 압력 × 내반경 / 두께)
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{100 \times 25}{6}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 416.7$
    따라서 응력은 $416.7\text{N/mm}^2$ 입니다.
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5과목: 용접일반 및 안전관리

81. AW-300 용접기를 사용하여 용접을 할 때 용접 입열량은 18000 J/cm, 아크전압 30V, 무부하전압 90V, 용접속도 15cm/min이었다면 이때의 용접 전류 값은 얼마인가?

  1. 100A
  2. 150A
  3. 200A
  4. 220A
(정답률: 56%)
  • 용접 입열량 공식을 이용하여 주어진 조건에서 용접 전류를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{V \times I \times 60}{v}$
    ② [숫자 대입] $18000 = \frac{30 \times I \times 60}{15}$
    ③ [최종 결과] $I = 150\text{A}$
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82. 직류 용접기에 고주파 발생장치를 병용했을 때의 사항으로 옳은 것은?

  1. 전격위험이 크다.
  2. 아크 손실이 크다.
  3. 아크 발생이 쉽다.
  4. 무부하 전압이 높다.
(정답률: 66%)
  • 직류 용접기에 고주파 발생장치를 추가하면 전극 간의 공극을 쉽게 뛰어넘는 고주파 전압이 형성되어 아크 발생이 매우 쉬워집니다.
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83. 아세틸렌 용기의 밸브는 일반적으로 전용핸들을 이용하여 몇 회전 정도 열어서 사용하면 좋은가?

  1. 0.5회전
  2. 1.5회전
  3. 2회전 이상
  4. 완전히 연다.
(정답률: 59%)
  • 아세틸렌 가스는 불안정하여 급격히 개방할 경우 역화의 위험이 있으므로, 전용 핸들을 사용하여 약 0.5회전 정도만 살짝 열어 사용하는 것이 안전합니다.
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84. MIG용접기의 제어장치 기능 중 크레이터처리 기능에 의해 낮아진 전류가 서서히 줄어들면서 아크가 끊어지는 기능으로 이면용접부가 녹아내리는 것을 방지하는 것은?

  1. 스타트 시간(start time)
  2. 버언 백 시간(burn back time)
  3. 예비 가스 유출 시간(preflow time)
  4. 가스 지연 유출 시간(post flow time)
(정답률: 73%)
  • 용접 종료 시 전류를 서서히 줄여 아크를 끊음으로써 용접 끝단에 오목하게 파이는 크레이터 현상과 이면부 녹아내림을 방지하는 기능은 버언 백 시간(burn back time)입니다.
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85. 전원이 없는 야외에서 차축이나 레일의 접합을 위해 사용하는 용접법은?

  1. 업셋 용접
  2. 테르밋 용접
  3. 가스 압접법
  4. 일렉트로 슬래그 용접
(정답률: 72%)
  • 알루미늄 분말과 산화철의 화학 반응열을 이용하여 쇳물을 만들어 접합하는 방식으로, 별도의 전원이 필요 없어 야외의 레일이나 차축 접합에 최적인 테르밋 용접이 정답입니다.
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86. 다음 중 전격의 방지대책으로 틀린 것은?

  1. 용접기의 내부에 함부로 손을 대지 않는다.
  2. 홀더나 용접봉은 맨손으로 취급하지 않는다.
  3. 용접작업을 끝냈을 때나 장시간 중지할 때는 스위치를 차단시킬 필요가 없다.
  4. 땀, 물 등에 의해 습기찬 작업복, 장갑, 구두 등을 착용하고 작업하지 않는다.
(정답률: 77%)
  • 전격 방지를 위해서는 작업 종료 후나 장시간 중지 시 반드시 전원 스위치를 차단하여 불필요한 전류 흐름을 막아야 합니다.
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87. 다음 용접법 중 압접에 속,하는 것은?

  1. 가스 용접
  2. 마찰 용접
  3. 스터드 용접
  4. 피복 아크 용접
(정답률: 60%)
  • 압접은 가열된 상태에서 압력을 가해 접합하는 방식입니다. 마찰 용접은 두 부재의 마찰열을 이용하여 접합하는 대표적인 압접 방식입니다.

    오답 노트
    가스 용접, 스터드 용접, 피복 아크 용접: 융접(용해 접합)
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88. 피복 아크 용접에서 직류 역극성(DCRP)의 특징으로 틀린 것은?

  1. 비드 폭이 좁다.
  2. 모재의 용입이 얕다.
  3. 용접봉 녹음이 빠르다.
  4. 박판, 주철, 비철금속의 용접에 쓰인다.
(정답률: 50%)
  • 직류 역극성(DCRP)은 용접봉에 $+$극, 모재에 $-$극을 연결하여 용접봉의 녹음이 빠르고 모재의 용입이 얕은 것이 특징입니다. 이로 인해 비드 폭이 넓어지므로 박판이나 비철금속 용접에 유리합니다.
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89. 피복 아크 용접봉의 피복제 중에서 슬래그생성제가 아닌 것은?

  1. 산화철
  2. 산화티탄
  3. 페로망간
  4. 이산화망간
(정답률: 49%)
  • 피복제 중 슬래그 생성제는 용융 금속의 표면을 덮어 산화를 방지하고 냉각 속도를 조절하는 역할을 합니다. 페로망간은 슬래그를 만드는 것이 아니라 탈산제 및 합금 원소로 사용됩니다.
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90. 피복 아크 용접봉의 심선으로 사용되는 것은?

  1. 저탄소강
  2. 고장력강
  3. 저탄소림드강
  4. 고탄소림드강
(정답률: 61%)
  • 피복 아크 용접봉의 심선은 용접성과 가공성이 좋고 불순물이 적은 저탄소림드강을 주로 사용합니다.
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91. 이음 형상에 따른 저항 용접의 분류에서 겹치기 용접에 속하는 것은?

  1. 업셋 용접
  2. 플래시 용접
  3. 퍼커션 용접
  4. 프로젝션 용접
(정답률: 47%)
  • 프로젝션 용접은 모재에 돌기(Projection)를 만들어 그 부분에 전류를 집중시켜 겹치기 형태로 접합하는 저항 용접 방식입니다.

    오답 노트
    업셋 용접, 플래시 용접, 퍼커션 용접은 주로 맞대기 용접에 해당합니다.
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92. 일반적인 플라스마 아크 용접의 특징으로 틀린 것은?

  1. 무부하 전압이 높다.
  2. 용접부의 변형이 적다.
  3. 용접부의 기계적 성질이 좋다.
  4. 용접속도가 느리고 용입이 얕다.
(정답률: 70%)
  • 플라스마 아크 용접은 고에너지 밀도의 아크를 사용하므로 용입이 매우 깊고 용접 속도가 매우 빠른 것이 핵심 특징입니다.

    오답 노트
    무부하 전압이 높고, 입열량이 적어 변형이 적으며, 기계적 성질이 우수한 것은 플라스마 아크 용접의 옳은 특징입니다.
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93. 가스용접에서 팁 끝이 순간적으로 막히면 가스의 분출이 나빠지고 토치의 가스혼합실까지 불꽃이 그대로 도달되어 토치가 빨갛게 달구어지는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 역화
  2. 진화
  3. 인화
  4. 역류
(정답률: 56%)
  • 가스용접 중 팁 끝이 막혀 가스 분출이 저하되고, 불꽃이 토치 내부의 가스혼합실까지 도달하여 토치가 가열되는 현상을 인화라고 합니다.

    오답 노트
    역화: 불꽃이 팁 내부로 빨려 들어가는 현상
    역류: 압력 차이로 인해 가스가 반대로 흐르는 현상
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94. 비교적 큰 용적이 단락되지 않고 옮겨가는 형식이며, 서브머지드 아크 용접과 같이 대전류 사용시에 나타나며, 일명 핀치효과형이라고 불리는 용적 이행 형태는?

  1. 미세형(micro type)
  2. 스프레이형(spray type)
  3. 단락형(short circuit type)
  4. 글로블로형(globular type)
(정답률: 57%)
  • 대전류 사용 시 용적이 단락되지 않고 비교적 큰 방울 형태로 옮겨가며, 전자기적 힘에 의해 용적이 수축되는 핀치 효과가 나타나는 이행 형태는 글로블로형(globular type)입니다.
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95. 일렉트로 가스 아크 용접의 특징으로 옳은 것은?

  1. 용접장치가 간단하며 취급이 쉽다.
  2. 용접 시 판두께가 얇을수록 경제적이다.
  3. 용접 작업 시 바람의 영향을 받지 않는다.
  4. 용접홈의 기계가공이 필요하며, 가스절단상태로 용접할 수 없다.
(정답률: 41%)
  • 일렉트로 가스 아크 용접은 다른 특수 용접법에 비해 용접 장치가 간단하고 취급이 용이하다는 장점이 있습니다.
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96. 절단을 가스절단과 아크 절단으로 분류할 때 가스절단에 속하는 것은?

  1. 분말 절단
  2. 아크 에어 가우징
  3. 플라스마 제트 절단
  4. 불활성 가스 아크 절단
(정답률: 50%)
  • 분말 절단은 산소와 철분말을 이용하여 절단하는 가스 절단의 일종입니다.

    오답 노트
    아크 에어 가우징, 플라스마 제트 절단, 불활성 가스 아크 절단: 모두 아크 절단 방식
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97. 무색, 무미, 무취의 인체에 해가 없는 가스로, 수중 절단에 주로 사용되는 것은?

  1. 부탄 가스
  2. 수소 가스
  3. 프로판 가스
  4. 아세틸렌 가스
(정답률: 74%)
  • 수소 가스는 무색, 무미, 무취의 특성을 가지며 인체에 무해하고 연소 속도가 빨라 수중 절단에 주로 사용됩니다.
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98. 화재의 종류 중 종이, 목재, 석탄 등이 연소 후에 재를 남기는 일반화재를 나타내는 것은?

  1. A급 화재
  2. B급 화재
  3. C급 화재
  4. D급 화재
(정답률: 75%)
  • 종이, 나무, 석탄과 같이 연소 후 재를 남기는 일반 화재는 A급 화재로 분류합니다.

    오답 노트
    B급 화재: 유류 화재
    C급 화재: 전기 화재
    D급 화재: 금속 화재
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99. 콘덴서에 미리 저축된 전기 에너지를 짧은 시간에 급속 방전시켜 발생하는 아크에 의해 접합부를 충격적으로 압력을 가하여 접합하는 용접 방법은?

  1. 점(spot) 용접
  2. 플래시(flash) 용접
  3. 돌기(projection) 용접
  4. 퍼커션(percussion) 용접
(정답률: 32%)
  • 콘덴서에 저장된 전기 에너지를 순간적으로 방전시켜 발생하는 아크의 충격압을 이용해 접합하는 방식은 퍼커션(percussion) 용접의 핵심 원리입니다.
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100. 원판상의 롤러 전극 사이에 2장의 강판을 겹쳐 놓고 가압 통전하면서 전극을 회전시켜 연속 접합하는 용접법은?

  1. 심 용접
  2. 업셋 용접
  3. 플래시 용접
  4. 프로젝션 용접
(정답률: 56%)
  • 심 용접(Seam Welding)은 원판 모양의 롤러 전극 사이로 강판을 통과시키며 연속적으로 가압 통전하여 접합하는 용접법입니다.
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