용접기사 필기 기출문제복원 (2021-08-14)

용접기사 2021-08-14 필기 기출문제 해설

이 페이지는 용접기사 2021-08-14 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

용접기사
(2021-08-14 기출문제)

목록

1과목: 기계제작법

1. 이미 가공되어 있는 구멍에 다소 큰 강철 볼을 압입하여 통과시켜서 가공물의 표면을 소성 변형시켜 정밀도가 높은 면을 얻는 가공법은?

  1. 버핑(buffing)
  2. 버니싱(burnishing)
  3. 숏 피닝(shot peening)
  4. 배럴 다듬질(barrel finishing)
(정답률: 48%)
  • 버니싱은 강구(steel ball)나 롤러를 압입하여 표면을 소성 변형시킴으로써 조도를 향상시키고 매끈한 면을 얻는 가공법입니다.

    오답 노트
    버핑: 버프 바퀴를 이용한 연삭 가공
    숏 피닝: 작은 쇠구슬을 분사하여 피로 강도를 향상시키는 가공
    배럴 다듬질: 회전/진동 상자 속에서 마찰로 요철을 제거하는 가공
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2. 일반적으로 연성재료를 절삭 깊이가 깊고 저속 절삭할 때 발생하는 칩의 종류는?

  1. 균열형 칩
  2. 유동형 칩
  3. 열단형 칩
  4. 전단형 칩
(정답률: 42%)
  • 연성 재료를 저속으로 절삭할 때, 칩의 흐름이 원활하지 않아 압축력이 축적되었다가 분자 사이의 전단이 일어나며 미끄럼 간격이 크게 발생하는 전단형 칩이 생성됩니다.

    오답 노트
    유동형 칩: 인성이 큰 재질을 고속 절삭할 때 발생
    열단형 칩: 점성 재료를 저속 절삭하며 공구 전면에 접착될 때 발생
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3. 선반 구조의 4대 주요구성 부분은?

  1. 주축대, 왕복대, 심압대, 베드
  2. 척, 면판, 바이트, 맨드릴
  3. 전동기, 다리, 주축, 회전치차
  4. 베드, 안내면, 리드 나사, 감속장치
(정답률: 64%)
  • 선반은 공작물을 회전시켜 깎는 기계로, 이를 위해 필수적인 4대 주요 구성 부분은 다음과 같습니다.
    주축대: 공작물을 고정하고 회전시킴
    왕복대: 공구대를 가로/세로로 이송함
    심압대: 긴 공작물을 지지하거나 구멍 가공 시 사용함
    베드: 모든 주요 부품을 지지하는 몸체 역할
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4. 절삭공구의 여유각이 작아 측면과 공작물과의 마찰에 의해 발생되는 마모는?

  1. 치핑(chipping)
  2. 구성인선(built-up edge)
  3. 플랭크 마모(flank wear)
  4. 크레이터 마모(crater wear)
(정답률: 42%)
  • 절삭공구의 여유각이 부족하면 공구의 측면(플랭크 면)과 공작물 사이의 마찰이 심해져 마모가 발생하는데, 이를 플랭크 마모라고 합니다.

    오답 노트
    치핑: 인선 일부가 미세하게 탈락하는 현상
    크레이터 마모: 경사면이 오목하게 파이는 현상
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5. 주조방법 중 이산화탄소법(CO2법)의 주형 방법 및 특징으로 틀린 것은?

  1. 복잡한 형상의 코어 제작에 적합하고 치수 정밀도가 높다.
  2. CO2가스를 10 ~ 20기압으로 10분 이상 주입시킨다.
  3. 주조 후 붕괴성을 좋게 하기 위하여 시콜(sea coal), 톱밥 등의 첨가 재료를 사용한다.
  4. 규사에 규산나트륨(Na2SiO3)을 주성분으로 한 점결제 4~6%를 첨가한 주물사로 주형을 만든다.
(정답률: 43%)
  • 이산화탄소법은 규산나트륨을 점결제로 사용하며, $CO_{2}$가스를 주입하여 경화시키는 방법입니다. 이때 가스는 고압으로 장시간 주입하는 것이 아니라, 적절한 압력으로 빠르게 경화시키는 것이 특징이므로 $CO_{2}$가스를 10 ~ 20기압으로 10분 이상 주입시킨다는 설명은 틀린 내용입니다.
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6. 용접의 분류에서 아크용접이 아닌 것은?

  1. MIG 용접
  2. 스터드 용접
  3. TIG 용접
  4. 저항 용접
(정답률: 56%)
  • 용접은 크게 융접과 압접으로 나뉩니다. MIG, TIG, 스터드 용접은 모두 아크를 이용해 모재를 녹여 접합하는 융접 방식에 해당하지만, 저항 용접은 가열된 접합부에 압력을 가해 접합하는 대표적인 압접 방식입니다.
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7. 압연공정에서 압연하기 전 원재료의 두께를 50mm, 압연 후 재료의 두께를 30mm로 한다면 압하율은 얼마인가?

  1. 20%
  2. 30%
  3. 40%
  4. 50%
(정답률: 55%)
  • 압하율은 압연 전후의 두께 차이를 압연 전 두께로 나눈 비율을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{T_0 - T_1}{T_0} \times 100$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{50 - 30}{50} \times 100$
    ③ [최종 결과] $R = 40$
    따라서 압하율은 $40\%$ 입니다.
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8. 절삭 가공 시 절삭유(cutting fluid)의 역할로 틀린 것은?

  1. 공구와 칩의 친화력을 돕는다.
  2. 공구나 공작물의 냉각을 돕는다.
  3. 공작물의 표면조도 향상을 돕는다.
  4. 공작물과 공구의 마찰감소를 돕는다.
(정답률: 46%)
  • 절삭유는 공구와 칩 사이의 마찰을 줄여 칩이 공구에 달라붙지 않고 원활하게 배출되도록 하는 역할을 합니다.

    오답 노트
    공구와 칩의 친화력을 돕는다: 친화력을 낮추어 칩 배출을 원활하게 해야 함
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9. 리드 스크루의 나사산의 수가 1인치에 6산 선반에서 8산 공작물 나사를 가공 시 변환 기어는? (단, A는 주축 연결기어, C는 어미나사 연결기어이다.)

  1. A = 40, C = 50
  2. A = 50, C = 40
  3. A = 40, C = 30
  4. A = 30, C = 40
(정답률: 29%)
  • 공작물 나사의 리드와 리드 스크루의 리드 비율을 통해 변환 기어의 잇수비를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{A}{C} = \frac{L_{work}}{L_{lead}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{A}{C} = \frac{1/8}{1/6} = \frac{6}{8} = \frac{3}{4} = \frac{30}{40}$
    ③ [최종 결과] $A = 30, C = 40$
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10. 가공물의 2개 이상 면에 구멍을 뚫을 때 또는 기준면을 설정할 때 적합하며 공작물의 전체 면이 지그로 둘러싸인 것으로서 공작물을 한번 고정하면 지그를 회전시켜 가면서 전면을 가공할 수 있는 지그는?

  1. 평 지그
  2. 사선 지그
  3. 박스 지그
  4. 텝플레이트 지그
(정답률: 52%)
  • 박스 지그는 공작물의 전체 면이 지그로 둘러싸여 있어, 한 번 고정하면 지그를 회전시켜 가며 2개 이상의 면에 구멍을 뚫거나 기준면을 설정하여 전면 가공이 가능한 지그입니다.
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11. 다음 중 각도 측정 게이지가 아닌 것은?

  1. 하이트 게이지
  2. 오토 콜리메이터
  3. 수준기
  4. 사인바
(정답률: 50%)
  • 사인바, 수준기, 오토 콜리메이터는 모두 각도나 기울기, 미세 각도를 측정하는 장치입니다.

    오답 노트
    하이트 게이지: 높이를 측정하는 측정공구
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12. 다음 중 자유단조의 기본 작업 방법에 해당하지 않는 것은?

  1. 늘이기(drawing)
  2. 업세팅(up-setiing)
  3. 굽히기(bending)
  4. 스피닝(spinning)
(정답률: 43%)
  • 자유단조는 고속 타격을 통해 짧은 시간에 성형하는 방법으로, 업세팅, 늘이기, 굽히기, 단짓기, 구멍뚫기, 비틀기 등이 기본 작업에 해당합니다. 스피닝은 회전하는 공작물을 롤러로 눌러 성형하는 별도의 가공법이므로 자유단조의 기본 작업이 아닙니다.
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13. 스플라인 구멍의 홈을 가공하거나 복잡한 형상의 구멍을 정밀하게 가공할 수 있고, 대량생산하기에 적합한 공작기계는?

  1. 보링머신
  2. 슬로팅 머신
  3. 브로칭 머신
  4. 펠로즈 기어 셰이퍼
(정답률: 34%)
  • 브로칭 머신은 브로치라는 다날 공구를 사용하여 한 번의 행정으로 복잡한 형상의 구멍이나 스플라인 홈을 정밀하게 가공할 수 있으며, 공정 시간이 짧아 대량생산에 매우 적합합니다.

    오답 노트
    보링머신: 주로 구멍의 확장 및 정밀 보정에 사용
    슬로팅 머신: 키 홈 형성 등에 사용되며 소량 생산에 적합
    펠로즈 기어 셰이퍼: 기어 절삭 전용 기계
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14. 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. 구멍을 가공하기 쉽다.
(정답률: 47%)
  • 초음파 가공은 공구의 초음파 진동과 연마 입자를 이용하여 재료를 물리적으로 깎아내는 방식이므로, 전기 전도성과 관계없이 부도체(세라믹, 유리 등)도 가공이 가능합니다.

    오답 노트
    부도체는 가공할 수 없다: 전기적 성질이 아닌 물리적 진동으로 가공하므로 가능함
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15. 정밀 입자 가공을 한 공작물의 특징으로 옳은 것은?

  1. 고 정밀도를 얻을 수 없다.
  2. 가공면에 내식성과 내 마멸성이 증가한다.
  3. 내 마모성이 증가하고 내식성이 나빠진다.
  4. 내식성이 증가하나 내 마모성이 나빠진다.
(정답률: 48%)
  • 정밀 입자 가공은 공작물 표면에 매우 미세하고 균일한 입자 층을 형성하여 표면 거칠기를 개선하며, 이를 통해 가공면의 내식성과 내마멸성을 동시에 증가시키는 특징이 있습니다.
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16. 담금질한 강을 상온 이하의 적합한 온도로 냉각시켜 잔류 오스테나이트를 마텐자이트 조직으로 변화시키는 것을 목적으로 하는 열처리 방법은?

  1. 심랭 처리
  2. 가공 경화법 처리
  3. 가스 침탄법 처리
  4. 석출 경화법 처리
(정답률: 54%)
  • 심랭 처리는 담금질 후 조직 내에 남아 있는 잔류 오스테나이트를 마텐자이트로 완전히 변태시켜 치수 안정성을 높이고 경도를 향상시키기 위해 상온 이하의 극저온으로 냉각하는 열처리 방법입니다.
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17. 다음 용접 중 용접전류, 통진시간 및 가압력이 중요한 용접 조건이 되는 것은?

  1. 테르밋 용접(thermit welding)
  2. 스폿 용접(sopt welding)
  3. 가스 용접(gas welding)
  4. 아크 용접(arc welding)
(정답률: 45%)
  • 스폿 용접은 저항 용접의 일종으로, 두 금속판을 겹쳐 놓고 강한 가압력으로 밀착시킨 뒤 짧은 시간 동안 큰 전류를 흘려 발생하는 저항열로 접합하는 방식입니다. 따라서 용접전류, 통전시간, 가압력이 핵심 제어 조건이 됩니다.
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18. 강을 서시히 냉각시켜 조직을 균일하게 하고 내부응력을 제거하며 재질을 연하게 하는 열처리는?

  1. 담금질(quenching)
  2. 뜨임(tempering)
  3. 풀림(annealing)
  4. 불림(normalizing)
(정답률: 48%)
  • 풀림(annealing)은 금속을 가열한 후 로(furnace) 내부에서 매우 천천히 냉각시키는 서냉법으로, 조직의 균일화, 내부 응력 제거, 재질 연화를 목적으로 합니다.

    오답 노트
    담금질: 급랭하여 경도와 강도를 높임
    뜨임: 담금질 후 취성을 제거하기 위해 재가열 후 공냉
    불림: 오스테나이트 구역 가열 후 공냉하여 표준 상태로 만듦
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19. NC 프로그램 작성 시 사용하는 기능과 그 주소가 다른 것은?

  1. 이송기능 : S
  2. 공구기능 : T
  3. 보조기능 : M
  4. 준비기능 : G
(정답률: 39%)
  • NC 프로그램에서 이송속도를 지정하는 주소는 $F$ (Feed)입니다. $S$ (Speed)는 주축 회전수(절삭 속도)를 지정하는 주소입니다.
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20. 코어가 없이 원통형 주물을 제조할 수 있는 주조 방법은?

  1. 연속주조방법
  2. 원심주조방법
  3. 저압주조방법
  4. 다이캐스팅법
(정답률: 50%)
  • 원심주조방법은 회전하는 주형에 쇳물을 부어 원심력으로 외벽에 밀착시키는 방법으로, 원통형 제품 제조 시 별도의 코어 없이도 중공 형태를 만들 수 있는 효율적인 방법입니다.
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2과목: 재료역학

21. 외팔보의 자유단에 하중 P가 작용할 때, 이 보의 굽힘에 의한 탄성 변형에너지를 구하면? (단, 보의 굽힘강성 EI는 일정하다.)

(정답률: 28%)
  • 외팔보의 자유단에 집중하중 $P$가 작용할 때, 굽힘에 의한 탄성 변형에너지는 보의 전체 길이에 대해 굽힘 모멘트의 제곱을 적분하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $\text{U} = \int_{0}^{L} \frac{M^{2}}{2EI} dx$
    ② [숫자 대입] $\text{U} = \int_{0}^{L} \frac{(Px)^{2}}{2EI} dx = \frac{P^{2}}{2EI} [ \frac{x^{3}}{3} ]_{0}^{L}$
    ③ [최종 결과] $\text{U} = \frac{P^{2}L^{3}}{6EI}$
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22. 그림과 같이 반지름 r인 반원형 단면을 갖는 단순보가 일정한 굽힘모멘트를 받고 있을 때, 최대인장응력(σt)과 최대압축응력(σc)의 비(σt/σc)는? (단, e1과 e2는 단면 도심까지의 거리이며, 최대인장응력은 단면의 하단에서, 최대압축응력은 단면의 상단에서 발생한다.)

  1. 0.737
  2. 0.651
  3. 0.534
  4. 0.425
(정답률: 33%)
  • 반원형 단면의 굽힘 응력은 도심에서 각 외곽까지의 거리(y)에 비례합니다. 반원 단면의 도심 위치는 밑변에서 $e_1 = \frac{4r}{3\pi}$ 만큼 떨어져 있으며, 상단까지의 거리는 $e_2 = r - e_1$ 입니다. 최대인장응력 $\sigma_t$는 하단($e_1$)에서, 최대압축응력 $\sigma_c$는 상단($e_2$)에서 발생하므로 두 응력의 비는 거리의 비와 같습니다.
    ① [기본 공식] $\frac{\sigma_t}{\sigma_c} = \frac{e_1}{e_2} = \frac{e_1}{r - e_1}$
    ② [숫자 대입] $\frac{\sigma_t}{\sigma_c} = \frac{\frac{4}{3\pi}}{1 - \frac{4}{3\pi}} = \frac{4}{3\pi - 4}$
    ③ [최종 결과] $\frac{\sigma_t}{\sigma_c} = 0.737$
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23. 그림과 같이 균일한 단면을 가진 봉에서 자중에 의한 처짐(신장량)을 옳게 설명한 것은?

  1. 비중량에 반비례한다.
  2. 길이에 정비례한다.
  3. 세로탄성계수에 정비례한다.
  4. 단면적과는 무관하다.
(정답률: 27%)
  • 자중에 의한 봉의 신장량 $\delta$는 다음과 같은 공식으로 나타납니다.
    $$\delta = \frac{\gamma L^{2}}{2E}$$ (여기서 $\gamma$는 비중량, $L$은 길이, $E$는 세로탄성계수)
    공식을 보면 신장량은 비중량 $\gamma$와 길이의 제곱 $L^{2}$에 비례하고, 세로탄성계수 $E$에 반비례하며, 단면적 $A$ 항이 없으므로 단면적과는 무관합니다.

    오답 노트
    비중량에 반비례한다: 비례함
    길이에 정비례한다: 길이의 제곱에 비례함
    세로탄성계수에 정비례한다: 반비례함
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24. 단면 치수가 8mm×24mm 인 강대가 인장력 P = 15kN을 받고 있다. 그림과 같이 30° 경사진 면에 작용하는 수직응력은 약 몇 MPa 인가?

  1. 19.5
  2. 29.5
  3. 45.3
  4. 72.6
(정답률: 23%)
  • 경사면에서의 수직응력은 모어 원(Mohr's Circle)을 통해 구할 수 있으며, 실제 수직응력을 받는 면의 각도는 경사각의 2배만큼 회전한 지점입니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_{\theta} = \frac{\sigma_{x} + \sigma_{y}}{2} + \frac{\sigma_{x} - \sigma_{y}}{2} \cos(2\theta)$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{78.1 + 0}{2} + \frac{78.1 - 0}{2} \cos(120^{\circ})$ (단, $\sigma_{x} = \frac{15000}{8 \times 24} = 78.1$)
    ③ [최종 결과] $\sigma = 39.05 + 39.05 \times (-0.5) = 19.5 \text{ MPa}$
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25. 그림과 같은 보의 양단에서 경사각의 비(θA/θB)가 3/4이면, 하중 P의 위치 즉 B점으로부터 거리 b는 얼마인가? (단, 보의 전체길이는 L 이다.)

(정답률: 29%)
  • 단순보에서 하중 $P$가 작용할 때 양단 경사각의 비는 하중의 위치에 따라 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\frac{\theta_{A}}{\theta_{B}} = \frac{b^{2}(3a+b)}{a^{2}(3b+a)}$ (또는 $\theta_{A} \propto b(L+b)$ 관계 이용)
    ② [숫자 대입] $\frac{3}{4} = \frac{b(L+b)}{a(L+a)}$ (단, $a=L-b$)
    ③ [최종 결과] $b = \frac{2}{7}L$
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26. 바깥지름 4cm, 안지름 2cm의 속이 빈 원형축에 10MPa의 최대전단응력이 생기도록 하려면 비틀림 모멘트의 크기는 약 몇 N·m로 해야 하는가?

  1. 54
  2. 212
  3. 135
  4. 118
(정답률: 24%)
  • 중공축의 비틀림 모멘트와 최대전단응력의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{\tau_{max} I_{p}}{r}$
    ② [숫자 대입] $T = \frac{10 \times 10^{6} \times \frac{\pi}{32}(0.04^{4} - 0.02^{4})}{0.02}$
    ③ [최종 결과] $T = 117.8 \approx 118 \text{ N\cdot m}$
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27. 단면적이 A, 탄성계수가 E, 길이가 L 인 막대에 길이방향의 인장하중을 가하여 그 길이가 δ 만큼 늘어났다면, 이 때 저장된 탄성변형 에너지는?

(정답률: 35%)
  • 탄성변형 에너지는 하중-변위 곡선의 아래 면적과 같으며, 인장 하중을 받는 막대의 경우 다음과 같이 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\delta_{u} = \frac{AE\delta^{2}}{2L}$
    ② [숫자 대입] (주어진 기호 그대로 대입)
    ③ [최종 결과] $\frac{AE\delta^{2}}{2L}$
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28. 그림과 같은 사각형 단면에서 직교하는 2층 응력 σx= 200MPa, σy = -200MPa 이 작용할 때, 경사면(a-b)에서 발생하는 전단변형률의 크기는 약 얼마인가? (단, 재료의 전단탄성계수는 80GPa이고, 경사각(θ)는 45°이다.)

  1. 0.003125
  2. 0.0025
  3. 0.001875
  4. 0.00125
(정답률: 26%)
  • 경사면에서의 전단응력 $\tau_{\theta}$를 먼저 구한 뒤, 훅의 법칙($\gamma = \frac{\tau}{G}$)을 이용하여 전단변형률 $\gamma$를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\tau_{\theta} = \frac{\sigma_x - \sigma_y}{2} \sin(2\theta)$
    ② [숫자 대입] $\tau_{\theta} = \frac{200 - (-200)}{2} \sin(90^{\circ}) = 200\text{MPa}$
    $$\gamma = \frac{200 \times 10^6}{80 \times 10^9}$$
    ③ [최종 결과] $\gamma = 0.0025$
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29. 그림과 같이 4kN/cm의 균일분포하중을 받는 일단 고정 타단 지지보에서 B점에서의 모멘트 MB는 약 몇 kN·m인가? (단, 균일단면보이며, 굽힘강성(EI)은 일정하다.)

  1. 800
  2. 2400
  3. 3200
  4. 4800
(정답률: 37%)
  • 일단 고정 타단 지지보(Propped Cantilever Beam)에서 균일분포하중 $w$가 작용할 때, 고정단 $B$점에서의 모멘트 $M_B$를 구하는 공식과 수치는 다음과 같습니다. 단, $w = 4\text{kN/cm} = 400\text{kN/m}$로 단위 변환이 필요합니다.
    ① [기본 공식] $M_B = \frac{w l^2}{8}$
    ② [숫자 대입] $M_B = \frac{400 \times 8^2}{8}$
    ③ [최종 결과] $M_B = 3200$
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30. 그림과 같이 외팔보의 자유단에 집중하중 P와 굽힘모멘트 Mo가 동시에 작용할 때 그 자유단의 처짐은 얼마인가? (단, 보의 굽힘 강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)

(정답률: 33%)
  • 외팔보의 자유단에 집중하중 $P$와 굽힘모멘트 $M_0$가 동시에 작용할 때, 전체 처짐은 중첩의 원리에 의해 각 하중에 의한 처짐의 합으로 구할 수 있습니다. 집중하중에 의한 처짐 $\frac{Pl^3}{3EI}$와 모멘트에 의한 처짐 $\frac{M_0 l^2}{2EI}$를 더한 가 정답입니다.
  • 21번과 답을 동일한 것을 고르면 됩니다.
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31. 원형막대의 비틀림을 이용한 토션바(torsionbar) 스프링에서 길이와 지름을 모두 10%씩 증가시킨다면 토션바의 비틀림강성(torsional stiffness, 비틀림 토크/비틀림 각도)은 약 몇 배로 되겠는가?

  1. 1.1 배
  2. 1.21 배
  3. 1.33 배
  4. 1.46 배
(정답률: 33%)
  • 토션바의 비틀림강성 $k_t$는 지름의 4제곱에 비례하고 길이에 반비례하는 관계를 가집니다. 지름 $d$와 길이 $L$이 각각 1.1배가 되었을 때의 변화량을 계산하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $k_t = \frac{G \pi d^4}{32 L}$
    ② [숫자 대입] $k_{t, new} = \frac{G \pi (1.1d)^4}{32 (1.1L)} = \frac{1.1^4}{1.1} \times \frac{G \pi d^4}{32 L} = 1.1^3 \times k_t$
    ③ [최종 결과] $k_{t, new} = 1.331 \times k_t$
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32. 강 합금에 대한 응력-변형률 선도가 그림과 같다. 세로탄성계수(E)는 약 얼마인가?

  1. 162.5 MPa
  2. 615.4 MPa
  3. 162.5 GPa
  4. 615.4 GPa
(정답률: 28%)
  • 세로탄성계수(E)는 응력-변형률 선도의 탄성 영역(직선 구간)에서의 기울기로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{\sigma}{\epsilon}$ 탄성계수 = 응력 / 변형률
    ② [숫자 대입] $E = \frac{260 \times 10^6}{0.0016}$
    ③ [최종 결과] $E = 162.5 \times 10^9$ Pa = $162.5$ GPa
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33. 지름 3mm의 철사로 코일의 평균지름 75mm인 압축코일 스프링을 만들고자 한다. 하중 10N에 대하여 3cm의 처짐량을 생기게 하려면 감은 횟수(n)는 대략 얼마로 해야 하는가? (단, 철사의 가로탄성계수는 88GPa 이다.)

  1. n = 9.9
  2. n = 8.5
  3. n = 5.2
  4. n = 6.3
(정답률: 21%)
  • 압축 코일 스프링의 처짐량 공식을 이용하여 감은 횟수 $n$을 산출합니다.
    ① $n = \frac{8PD}{\text{gd}^4E}$
    ② $n = \frac{8 \times 10 \times 0.075}{88 \times 10^9 \times (0.003)^4}$
    ③ $n = 6.3$
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34. 그림과 같은 직사각형 단면에서 x, y축이 도심을 통과할 때 극관성 모멘트는 약 몇 cm4 인가? (단, b=6cm, h=12cm 이다.)

  1. 1080
  2. 3240
  3. 9270
  4. 12960
(정답률: 25%)
  • 직사각형 단면의 극관성 모멘트는 $x$축 관성 모멘트($I_x$)와 $y$축 관성 모멘트($I_y$)의 합과 같습니다.
    ① [기본 공식] $I_p = I_x + I_y = \frac{bh^3}{12} + \frac{hb^3}{12}$ 극관성 모멘트 = (폭×높이³ / 12) + (높이×폭³ / 12)
    ② [숫자 대입] $I_p = \frac{6 \times 12^3}{12} + \frac{12 \times 6^3}{12}$
    ③ [최종 결과] $I_p = 1080$ $\text{cm}^4$
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35. 그림에서 784.8N과 평형을 유지하기 위한 힘 F1과 F2는?

  1. F1 = 395.2N, F2 = 632.4N
  2. F1 = 790.4N, F2 = 632.4N
  3. F1 = 790.4N, F2 = 395.2N
  4. F1 = 632.4N, F2 = 395.2N
(정답률: 24%)
  • 라미의 정리 또는 힘의 평형 방정식을 이용하여 각 힘의 크기를 구합니다. $F_2$의 각도는 $\tan^{-1}(3/4) \approx 36.9^{\circ}$이며, 모든 힘의 벡터 합이 0이 되어야 합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{F_1}{\sin(180^{\circ}-60^{\circ}-36.9^{\circ})} = \frac{F_1}{\sin(90^{\circ}+36.9^{\circ})} = \frac{F_2}{\sin(90^{\circ}+60^{\circ})}$ 라미의 정리
    ② [숫자 대입] $F_1 = 784.8 \times \frac{\sin(126.9^{\circ})}{\sin(83.1^{\circ})}, F_2 = 784.8 \times \frac{\sin(150^{\circ})}{\sin(83.1^{\circ})}$
    ③ [최종 결과] $F_1 = 632.4\text{N}, F_2 = 395.2\text{N}$
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36. 그림과 같이 외팔보에서 하중 2P가 두 군데 각각 작용할 때 이 보에 작용하는 최대굽힘모멘트의 크기는?

  1. PL/3
  2. PL/2
  3. PL
  4. 2PL
(정답률: 28%)
  • 외팔보의 고정단에서 발생하는 모멘트의 합을 통해 최대 굽힘 모멘트를 구합니다. 고정단 기준 모멘트 합은 하향 하중 $2P$에 의한 모멘트와 상향 하중 $2P$에 의한 모멘트의 합으로 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $M_{max} = (2P \times \frac{L}{2}) + (2P \times L)$가 아니라, 방향을 고려한 합산입니다. 고정단 기준 모멘트 $M = (2P \times \frac{L}{2}) - (2P \times L) = PL - 2PL = -PL$. 크기는 $PL$입니다.
    ② [숫자 대입] $M = |(2P \times 0.5L) - (2P \times L)|$
    ③ [최종 결과] $M = PL$
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37. 지름이 1.2m, 두께가 10mm인 구형 압력용기가 있다. 용기 재질의 허용인장응력이 42MPa 일 때 안전하게 사용할 수 있는 최대 내압은 약 몇 MPa 인가?

  1. 1.1
  2. 1.4
  3. 1.7
  4. 2.1
(정답률: 26%)
  • 구형 압력용기의 얇은 벽 응력 공식을 사용하여 최대 내압을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{2 t \sigma}{r}$ 내압 = (2 × 두께 × 허용응력) / 반지름
    ② [숫자 대입] $P = \frac{2 \times 0.01 \times 42}{0.6}$
    ③ [최종 결과] $P = 1.4$ MPa
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38. 표점길이가 100mm, 지름이 12mm인 강재 시편에 10kN의 인장하중을 작용하였더니 변형률이 0.000253 이었다. 세로탄성계수는 약 몇 GPa 인가? (단, 시편은 선형 탄성거동을 한다고 가정한다.)

  1. 206
  2. 258
  3. 303
  4. 349
(정답률: 19%)
  • 응력과 변형률의 관계인 훅의 법칙을 이용하여 세로탄성계수를 구합니다. 하중을 단면적으로 나눈 응력을 변형률로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{P}{A \times \epsilon}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{10 \times 10^{3}}{\frac{\pi}{4} \times 12^{2} \times 0.000253}$
    ③ [최종 결과] $E = 349$
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39. 보기와 같은 A, B, C 장주가 같은 재질, 같은 단면이라면 임계 좌굴화중의 관계가 옳은 것은?

  1. A ＞ B ＞ C
  2. A ＞ B = C
  3. A = B = C
  4. A = B ＜ C
(정답률: 29%)
  • 임계 좌굴하중은 유효길이 $L_{e}$의 제곱에 반비례합니다. 각 장주의 유효길이를 계산하면 A는 $2\ell$, B는 $2\ell$ (양단회전 $L_{e}=L$이므로 $2\ell$), C는 $0.5 \times 3\ell = 1.5\ell$ 입니다. 유효길이가 가장 짧은 C의 좌굴하중이 가장 큽니다.
    $$L_{eA} = 2\ell, L_{eB} = 2\ell, L_{eC} = 1.5\ell$$
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40. 그림과 같이 길이 10m인 단순보의 중앙에 200kN·m의 우력(couple)이 작용할 때, B지점의 반력(RB)의 크기는 몇 kN 인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 34%)
  • 단순보의 중앙에 우력이 작용할 때, 모멘트 평형 조건을 이용하여 지점 반력을 구할 수 있습니다. 우력에 의해 발생하는 모멘트와 반력에 의한 모멘트의 합은 0이 되어야 합니다.
    ① [기본 공식] $R_{B} = \frac{M}{L}$
    ② [숫자 대입] $R_{B} = \frac{200}{10}$
    ③ [최종 결과] $R_{B} = 20$
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3과목: 용접야금

41. 다음 중 탈황반응을 촉진하기 위한 조건으로 틀린 것은?

  1. 형석을 첨가한다.
  2. 슬래그의 염기도가 높아야 한다.
  3. 슬래그의 유동성이 좋아야 한다.
  4. 슬래그 중의 실리카 함량이 높아야 한다.
(정답률: 29%)
  • 탈황반응을 촉진하기 위해서는 슬래그의 염기도가 높고, 산화력이 크며, 용강 온도가 높아야 합니다. 실리카 함량이 높아지면 염기도가 낮아지므로 탈황 반응에 불리합니다.

    오답 노트
    형석 첨가: 슬래그 유동성을 좋게 하여 탈황 촉진
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42. 스테인리스강 중 내식성이 크고 비자성이며 Fe-18%Cr-8%Ni이 대표적인 것은?

  1. 페라이트계 스테인리스강
  2. 석출경화계 스테인리스강
  3. 마텐자이트계 스테인리스강
  4. 오스테나이트계 스테인리스강
(정답률: 45%)
  • 오스테나이트계 스테인리스강은 $\text{Fe-18\%Cr-8\%Ni}$ 조성의 대표적인 강종으로, 내식성이 매우 우수하고 자성을 띠지 않는 비자성 특성을 가집니다.
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43. 결정격자의 결함 중 면결함에 해당되는 것은?

  1. 공동
  2. 공공
  3. 전위
  4. 적층결함
(정답률: 37%)
  • 결정격자의 결함은 차원에 따라 구분되며, 적층결함과 쌍정은 2차원적인 면결함에 해당합니다.

    오답 노트
    공동, 공공: 점결함(0차원)
    전위: 선결함(1차원)
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44. 다음 철강 재료의 미세조직 중 경도가 가장 낮은 것은?

  1. 마텐자이트
  2. 페라이트
  3. 베이나이트
  4. 시멘타이트
(정답률: 42%)
  • 철강 조직 중 페라이트는 연성이 크고 무른 순철에 가까운 조직이므로 경도가 가장 낮습니다.

    오답 노트
    마텐자이트, 시멘타이트: 매우 단단한 고경도 조직입니다.
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45. Fe-Fe3C계 상태도에서 나타나는 상이 아닌 것은?

  1. 오스테나이트
  2. 페라이트
  3. 시멘타이트
  4. 마텐자이트
(정답률: 30%)
  • $\text{Fe-Fe}_3\text{C}$ 상태도는 평형 상태에서의 상변화를 나타내며, 여기에는 $\alpha$페라이트, 오스테나이트, 시멘타이트, $\delta$페라이트가 포함됩니다.

    오답 노트
    마텐자이트: 급랭으로 인해 발생하는 비평형 조직으로 평형 상태도에는 나타나지 않습니다.
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46. 순철의 동소체가 아닌 것은?

  1. α철
  2. β철
  3. γ철
  4. δ철
(정답률: 38%)
  • 철은 온도 변화에 따라 원자 배열이 바뀌는 동소변태를 일으키며, 고체 상태에서 $\alpha$철, $\gamma$철, $\delta$철의 세 가지 동소체로 존재합니다. 따라서 $\beta$철은 순철의 동소체에 해당하지 않습니다.
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47. 다음 금속 침투법 중 철강표면에 알루미늄을 확산 침투시키는 방법은?

  1. 칼로라이징
  2. 세라다이징
  3. 크로마이징
  4. 실리코나이징
(정답률: 42%)
  • 철강 표면에 특정 금속을 확산 침투시키는 방법 중 알루미늄을 침투시켜 내열성을 향상시키는 방법은 칼로라이징입니다.

    오답 노트
    세라다이징: 아연 침투법
    크로마이징: 크로뮴 침투법
    실리코나이징: 규소 침투법
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48. 과포화 고용체를 상온 또는 고온에서 유지함으로 시간의 경과에 따라 합금의 성질이 변화하여 경화하는 현상은?

  1. 상호경화
  2. 시효경화
  3. 분산경화
  4. 층상경화
(정답률: 53%)
  • 과포화 고용체를 상온 또는 고온에서 유지하여 시간이 지남에 따라 석출물이 형성되고 합금의 경도가 증가하는 현상을 시효경화라고 합니다.
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49. 다음 용융 슬래그의 구성 산화물 중 가장 염기성인 것은?

  1. MgO
  2. Ti2O3
  3. SiO2
  4. Al2O3
(정답률: 29%)
  • 용융 슬래그의 산화물 중 $MgO$는 대표적인 염기성 산화물입니다.

    오답 노트
    $SiO_{2}$: 대표적인 산성 산화물입니다.
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50. 다음 금속 중 결정구조가 체심입방격자인 것은?

  1. Au
  2. Al
  3. Mo
  4. Cu
(정답률: 39%)
  • 금속의 결정구조 중 체심입방격자(BCC)는 각 꼭짓점과 입방체 중심에 원자가 배열된 구조로, Mo, Cr, W, Li 등이 이에 해당합니다.

    오답 노트
    Au, Al, Cu: 면심입방격자(FCC) 구조입니다.
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51. 순금속의 용융점에서의 자유도는 얼마인가? (단, 압력은 일정하다고 가정한다.)

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 32%)
  • 금속 재료의 상률은 대기압 상태(압력 일정)를 가정하여 깁스의 상률에서 변수 하나를 제외한 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$F = C - P + 1$$
    ② [숫자 대입]
    순금속이므로 성분 수 $C = 1$, 용융점에서 고상과 액상이 공존하므로 상의 수 $P = 2$를 대입합니다.
    $$F = 1 - 2 + 1$$
    ③ [최종 결과]
    $$F = 0$$
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52. 강의 적열취성을 예방하기 위해 첨가하는 성분은?

  1. S
  2. O
  3. Mn
  4. Cu
(정답률: 41%)
  • 강 속에 포함된 황(S)이 철과 결합하여 황화철(FeS)을 형성하면 고온에서 입계에 분포해 적열취성을 유발합니다. 이때 망간(Mn)을 첨가하면 황과 결합하여 융점이 높은 황화망간(MnS)을 형성함으로써 이를 예방할 수 있습니다.
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53. 열처리방법과 그 내용이 일치하지 않는 것은?

  1. 뜨임 : 인성을 부여한다.
  2. 풀림 : 재질의 경도를 향상시킨다.
  3. 담금질 : 급냉시켜 재질을 경화시킨다.
  4. 불림 : 소재를 일정온도로 가열한 후 공냉시켜 조직을 표준화한다.
(정답률: 42%)
  • 풀림은 재료를 가열 후 서서히 냉각시켜 내부 응력을 제거하고 조직을 부드럽게 만드는 공정으로, 경도를 향상시키는 것이 아니라 오히려 낮추어 가공성을 높이는 처리입니다.

    오답 노트
    뜨임: 인성 부여
    담금질: 급냉을 통한 경화
    불림: 공냉을 통한 조직 표준화
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54. X선의 회절현상으로 결정 구조를 확인할 수 있는 방법은?

  1. 브래그법
  2. 탐슨법
  3. 탐만법
  4. 깁스법
(정답률: 33%)
  • 브래그법은 X선이 결정 격자에 부딪혀 회절될 때 발생하는 간섭 현상을 이용하여 결정의 구조와 격자 간격을 분석하는 대표적인 방법입니다.
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55. 용접금속에 용해된 기체성분 중 지연균열, 은점 등의 악영향을 끼치는 성분은?

  1. 산소
  2. 질소
  3. 수소
  4. 탄소
(정답률: 43%)
  • 용접 금속 내에 용해된 수소는 확산 속도가 빨라 금속 내부로 침투하며, 응력과 결합하여 지연균열을 일으키거나 은점(Silver flake)과 같은 결함을 유발하는 주요 원인이 됩니다.
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56. 다음 강괴에 사용하는 탈산제 중 탈산 능력이 가장 높은 것은?

  1. Al
  2. Si
  3. Mn
  4. Cu
(정답률: 25%)
  • 탈산제는 강철 중탕 내의 산소를 제거하는 물질입니다. Al(알루미늄)은 매우 강력한 탈산제로, 소량 첨가만으로도 평형 산소량을 $10^{-3}\%$ 수준까지 낮출 수 있어 제시된 원소들 중 탈산 능력이 가장 높습니다.
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57. 탄소강이 200 ~ 300℃에서 취약하게 되는 현상은?

  1. 피로취성
  2. 청열취성
  3. 천이취성
  4. 파괴취성
(정답률: 52%)
  • 탄소강을 $200 \sim 300\text{℃}$ 부근으로 가열하면 연마면이 청색으로 변하면서 강도와 경도는 증가하지만 전연성은 극소해져 취약해지는 현상이 발생하는데, 이를 청열취성이라고 합니다.

    오답 노트
    적열 취성: 황(S) 성분으로 인해 고온 상태에서 취약해지는 현상입니다.
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58. 어느 방향으로 소성변형을 준 금속재료에 역방향으로 소성변형을 가하면 항복점이 낮아지게 되는데 이 현상을 무엇이라고 하는가?

  1. 스즈키 효과
  2. 코드렐 효과
  3. 버거스 효과
  4. 바우싱거 효과
(정답률: 31%)
  • 금속 재료에 한 방향으로 소성변형을 준 후, 다시 역방향으로 소성변형을 가했을 때 항복점이 낮아지는 현상을 바우싱거 효과라고 합니다.
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59. 일반적인 탄소강에서 탄소 함량이 증가할 때 나타나는 기계적 성질이 아닌 것은?

  1. 경도가 증가한다.
  2. 연신율이 낮아진다.
  3. 항복점이 낮아진다.
  4. 인장 강도가 증가한다.
(정답률: 29%)
  • 일반적인 탄소강은 탄소 함량이 증가할수록 강도, 경도, 항복점이 모두 증가하며, 반대로 연신율과 충격값은 낮아지는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    항복점이 낮아진다: 탄소 함량이 증가하면 항복점은 오히려 높아집니다.
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60. 금속의 응고 과정에서 특정 성분이 특정 부분에 집중되는 현상은?

  1. 편석
  2. 확산
  3. 산화
  4. 부식
(정답률: 50%)
  • 금속이 응고될 때 합금 성분이 균일하게 분포되지 않고 특정 부분에 집중되어 농도 차이가 발생하는 현상을 편석이라고 합니다.
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4과목: 용접구조설계

61. 연강 맞대기 이음에서 용착 금속의 인장강도가 8MPa 이고, 안전율이 6 이라면 이음의 허용응력은 약 몇 MPa 인가?

  1. 0.75
  2. 1.16
  3. 1.33
  4. 1.61
(정답률: 42%)
  • 허용응력은 재료의 최대 강도인 인장강도를 안전율로 나누어 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_{all} = \frac{\sigma_{u}}{S}$ (허용응력 = 인장강도 / 안전율)
    ② [숫자 대입] $\sigma_{all} = \frac{8}{6}$
    ③ [최종 결과] $\sigma_{all} = 1.33$
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62. 일반적인 침투 탐상 검사의 특징으로 틀린 것은?

  1. 검사 시 온도에 민감하여 제약을 받는다.
  2. 플라스틱, 세라믹 재료는 검사가 불가능하다.
  3. 판독이 쉽고, 미세한 균열의 탐상이 가능하다.
  4. 제품의 크기, 형상 등에 크게 구애를 받지 않는다.
(정답률: 39%)
  • 침투 탐상 검사는 표면에 열린 결함을 찾는 방법으로, 재질에 관계없이 표면이 매끄럽다면 플라스틱이나 세라믹 재료도 검사가 가능합니다.

    오답 노트
    온도 민감성: 침투액의 점도와 반응 속도에 영향을 줌
    판독 용이성: 색 대비를 통해 미세 균열 확인 가능
    범용성: 형상이나 크기에 상관없이 적용 가능
  • ??????
  • 정답은 2번인데 해설이 틀린겁니다.

    침투탐상검사는...
    용접품, 주강품, 단조품, 플라스틱 및 세라믹등과 같은 금속, 비금속 등의 여러 가지 제품들에 적용되며 제품에 나타나는 표면 불연속부를 경제적으로 검사할 수 있기 때문에 품질관련 담당자들이 효과적으로 선택할 수 있는 비파괴검사 방법이다.
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63. 방사선 비파괴 검사에서 방사선 투과사진의 상의 질을 나타내는 척도로 사용되는 것은?

  1. 계조계
  2. X선관
  3. 탐촉자
  4. 투과도계
(정답률: 42%)
  • 방사선 투과시험에서 투과사진의 감도와 상의 질을 정량적으로 평가하기 위해 사용하는 표준 시편을 투과도계라고 합니다.
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64. 용접시험 중 강재 속에 유황의 분포 상태를 조사하는 시험은?

  1. 부식 시험
  2. 파면 시험
  3. 화학 분석 시험
  4. 설퍼 프린트 시험
(정답률: 43%)
  • 강재 내의 유황(S) 분포 상태를 확인하기 위해 시편 표면을 부식시킨 후 황화물 영역을 시각적으로 조사하는 시험은 설퍼 프린트 시험입니다.
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65. 용접 시공 시 용접 방법과 시공 방법을 개선하여 비용을 절감하고자 한다. 다음 중 비용 절감 방법과 거리가 가장 먼 것은?

  1. 용접 변형을 최소화하는 용접 순서를 택한다.
  2. 모든 용접의 본용접 전에 가용접을 정확하게 한다.
  3. 피복 아크 용접을 할 경우 가능한 한 짧은 용접봉을 사용한다.
  4. 사용 가능한 용접 방법 중 용착 속도가 가장 빠른 것을 사용한다.
(정답률: 46%)
  • 피복 아크 용접 시 너무 짧은 용접봉을 사용하면 교체 횟수가 빈번해져 작업 시간이 늘어나고 효율이 떨어지므로, 적절한 길이의 용접봉을 사용하여 작업 연속성을 확보하는 것이 비용 절감에 유리합니다.
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66. 다음 중 용착효율을 구하는 공식은?

(정답률: 35%)
  • 용착효율은 사용한 용접봉의 전체 중량 대비 실제로 모재에 붙은 용착 금속의 중량 비율을 백분율로 나타낸 것입니다.
    $$\text{용착효율}(\%) = \frac{\text{용착금속의 중량}}{\text{용접봉의 사용중량}} \times 100$$
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67. 다음 잔류응력 측정법 중 정량적 방법에 속하는 것은?

  1. 부식법
  2. 응력 이완법
  3. 자기적 방법
  4. 응력 와니스법
(정답률: 31%)
  • 잔류응력 측정법 중 응력 이완법은 절삭이나 천공 등의 기계 가공으로 응력을 해방시켜 발생하는 탄성 변형량을 측정하여 응력의 크기를 수치로 산출하는 정량적 방법입니다.

    오답 노트
    부식법, 응력 와니스법, 자기적 방법: 응력의 분포나 존재 여부만 확인하는 정성적 방법
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68. 일반적인 용접순서를 결정할대 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 가능한 물품의 중심에 대하여 대칭으로 용접한다.
  2. 리벳이음과 병행할 경우에는 용접이음을 먼저 한다.
  3. 동일 평면 내에 이음이 많을 경우 수축은 가능한 가운데로 보낸다.
  4. 가능한 수축이 큰 이음을 먼저 용접하고, 수축이 작은 이음을 나중에 한다.
(정답률: 37%)
  • 용접 변형을 방지하기 위해 동일 평면 내에 이음이 많을 경우, 수축은 가능한 한 바깥쪽으로 보내어 변형을 최소화해야 합니다.
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69. 다음 용접 기호에서 “a”가 의미하는 것은?

  1. 목 길이
  2. 목 두께
  3. 용접 길이
  4. 인접한 용접부 간격
(정답률: 42%)
  • 용접 기호에서 필렛 용접의 다리 길이(Leg length)와 구분되는 $a$는 용접부의 실제 유효 두께인 목 두께(Throat thickness)를 의미합니다.
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70. 본용접에 사용하는 고장력 강용 피복 아크 용접봉 중 피복제의 계통이 라임티타니아계를 나타낸 것은?

  1. E 5000
  2. E 5001
  3. E 5003
  4. E 5016
(정답률: 30%)
  • 고장력 강용 피복 아크 용접봉 중 E 5003은 피복제가 라임티타니아계인 용접봉을 나타냅니다.
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71. 용접부 부근에 냉각속도에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 모서리 용접이음 보다 T형 필릿 용접이음의 냉각속도가 빠르다.
  2. 맞대기 용접이음 보다 T형 필릿 용접이음이 냉각속도가 느리다.
  3. 구리는 연강보다 열전도율이 크므로 냉각속도가 빠르다.
  4. 열령을 일정하게 할 경우 열전도율이 클수록 냉각속도가 빠르다.
(정답률: 43%)
  • T형 필릿 용접이음은 맞대기 용접이음에 비해 열 방출 경로가 제한적이므로 냉각속도가 더 느린 것이 아니라, 일반적으로 맞대기 용접보다 냉각속도가 빠릅니다.

    오답 노트
    구리: 열전도율이 높아 냉각속도가 빠름
    열전도율: 클수록 열 방출이 빨라 냉각속도가 증가함
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72. 맞대기 용접, 필릿 용접 등의 비드 표면과 모재와의 경계부에 발생되는 균열로, 구속 응력이 클 때 용접부의 가장자리에서 발생하여 성장하는 균열은?

  1. 설퍼 균열
  2. 토(toe) 균열
  3. 크레이터 균열
  4. 루트(root) 균열
(정답률: 39%)
  • 용접 비드의 표면과 모재가 만나는 경계부인 토(toe) 부분에서 구속 응력으로 인해 발생하는 균열을 토(toe) 균열이라고 합니다.
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73. 한국산업규격(KS)의 용접 기호 중 플러그 용접을 나타낸 것은?

(정답률: 43%)
  • 한국산업규격(KS)에서 플러그 용접은 원형 구멍에 용접 금속을 채워 넣는 방식으로, 기호로는 와 같이 표시합니다.
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74. 구조용 강의 용접균열 중 열 영향부에 많이 생기는 균열이 아닌 것은?

  1. 토 균열
  2. 루트 균열
  3. 비드 밑 균열
  4. 크레이터 균열
(정답률: 34%)
  • 크레이터 균열은 용접이 끝나는 지점에서 용융 금속이 급격히 냉각되면서 수축하여 발생하는 균열로, 열 영향부가 아닌 용접 비드의 끝단(종단부)에서 발생합니다.
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75. 용접성시험 중 용접 연성 시험에 해당하는 것은?

  1. 토퍼 시험(topper test)
  2. 킨젤 시험(kinzel test)
  3. 슈나트 시험(schnadt test)
  4. 카안 인열 시험(kahn tear test)
(정답률: 37%)
  • 킨젤 시험(kinzel test)은 용접부의 연성을 평가하기 위해 시편을 굽힘 시험하여 균열의 발생과 전파를 확인하는 대표적인 용접 연성 시험입니다.

    오답 노트
    카안 인열 시험(kahn tear test): 연성 시험이 아닌 인열 시험(인성 평가)에 해당합니다.
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76. 두께 5mm의 얇은 판으로 내부 압력을 받는 용기의 동체를 제작할 경우 동체의 내경이 60mm이고, 내부압력이 100N/mm2 일 때 원주방향에 대한 응력은? (단, 부식여유는 무시한다.)

  1. 66 N/mm2
  2. 416.7 N/mm2
  3. 600 N/mm2
  4. 1200 N/mm2
(정답률: 27%)
  • 박판 압력용기의 원주방향 응력(원주응력)을 구하는 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{P \times d}{2 \times t}$ 원주응력 = (내압 $\times$ 내경) / (2 $\times$ 두께)
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{100 \times 60}{2 \times 5}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 600$ N/mm$^2$
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77. 용접 변형의 교정법 중 판두께 방향으로 수축량이 다른 것을 이용하여 교정하는 방법으로 판의 표면과 이면의 온도차를 크게 하기 위하여 표면에서 가열하는 동시에 이면에서 수냉하는 것은?

  1. 선상 가열법
  2. 피닝법
  3. 점 가열법
  4. 롤러에 의한 법
(정답률: 46%)
  • 선상 가열법은 판의 표면과 이면의 온도 차이를 크게 하여 수축량의 차이를 이용해 변형을 교정하는 방법으로, 표면 가열과 이면 수냉을 동시에 진행하는 것이 특징입니다.
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78. 다음 맞대기 용접 이음 흠의 종류 중 가장 얇은 판을 용접할 때 사용하는 것은?

  1. I형
  2. H형
  3. U형
  4. X형
(정답률: 50%)
  • 맞대기 용접 이음에서 I형은 홈을 파지 않고 그대로 용접하는 방식으로, 가공 시간이 짧고 경제적이어서 가장 얇은 판을 용접할 때 주로 사용합니다.
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79. 용접 구조물의 가용접 시 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 본용접과 같은 온도에서 예열한다.
  2. 일반적인 가용접 간격은 판두께의 15~30배 정도로 한다.
  3. 용접봉으 본용접 작업시에 사용하는 것보다 약간 가는 것을 사용한다.
  4. 가용접의 위치는 부품의 끝, 모서리 등과 같이 응력이 집중되는 곳에 한다.
(정답률: 38%)
  • 가용접(Tack weld)은 본용접 전 부품을 임시로 고정하는 단계입니다. 응력이 집중되는 부품의 끝이나 모서리에 가용접을 하면 본용접 시 균열이 발생할 가능성이 높으므로, 응력 집중 부위를 피해서 가용접해야 합니다.
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80. 용접설계에 설계자가 알아두어야 할 용접요령으로 틀린 것은?

  1. 가능한 아래보기 자세로 용접하도록 할 것
  2. 용접기 및 1차, 2차 케이블의 용량이 충분할 것
  3. 판이 너무 두껍지 않을 경우 가능한 양면에서 용접할 수 있도록 고안할 것
  4. 저수소계 용접봉을 이용하여 예열을 줄이거나 생략하도록 할 것
(정답률: 36%)
  • 용접 설계 시 판이 너무 두꺼운 경우에는 변형을 방지하고 충분한 용입을 확보하기 위해 가능한 양면에서 용접할 수 있도록 고안해야 합니다. 판이 두껍지 않은 경우에는 굳이 양면 용접을 강제할 필요가 없습니다.
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5과목: 용접일반 및 안전관리

81. 아크 용접에서 전격의 방지대책으로 틀린 것은?

  1. 용접기 내부에 함부로 손을 대지 않는다.
  2. 홀더나 용접봉을 맨손으로 취급하지 않는다.
  3. 용접 작업이 끝났을 때나 장시간 중지할 때는 반드시 스위치를 차단시킨다.
  4. TIG 용접기의 수냉식 토치에서 냉각수가 새어나오면 냉각수를 보충하면서 용접한다.
(정답률: 53%)
  • 전격(감전) 방지를 위해서는 전기가 흐를 수 있는 모든 경로를 차단해야 합니다. TIG 용접기의 수냉식 토치에서 냉각수가 새어 나오는 것은 절연 파괴의 위험이 매우 크므로, 즉시 작업을 중단하고 누수 부위를 수리해야 하며 냉각수를 보충하며 계속 용접하는 것은 매우 위험한 행동입니다.
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82. 정격 2차 전류가 330A이고 정격 사용률이 34%인 용접기를 220A로 용접할 때, 허용 사용률은 얼마인가?

  1. 15.1%
  2. 44.4%
  3. 51.0%
  4. 76.5%
(정답률: 35%)
  • 용접기의 사용률은 전류의 제곱에 반비례하는 특성을 가집니다. 따라서 실제 용접 전류가 정격 전류보다 낮아지면 허용 사용률은 증가합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{I_1^2}{I_2^2} \times L_1$ (허용사용률 = 정격전류^2 / 실제전류^2 × 정격사용률)
    ② [숫자 대입] $L = \frac{330^2}{220^2} \times 34$
    ③ [최종 결과] $L = 76.5$
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83. 납 땜의 용제가 갖추어야 할 조건으로 틀린 것은?

  1. 청정한 금속면의 산화를 방지할 것
  2. 전기 저항 납땜에 사용되는 것은 부도체일 것
  3. 용제의 유효온도 범위와 납땜의 온도가 일치할 것
  4. 모재의 산화 피막과 같은 불순물을 제거하고 유동성이 좋을 것
(정답률: 45%)
  • 전기 저항 납땜에서는 전류가 흐르며 열을 발생시켜야 하므로, 용제(플럭스)는 전기적으로 전도성을 가져야 효율적인 접합이 가능합니다.

    오답 노트
    산화 방지, 온도 범위 일치, 불순물 제거 및 유동성 확보는 플럭스가 갖추어야 할 필수 조건입니다.
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84. 일반적인 오버레이 용접의 특징으로 틀린 것은?

  1. 오버레이 층의 두께 제어가 곤란하다.
  2. 용착속도가 높기 때문에 작업 능률이 양호하다.
  3. 오버레이 하고자 하는 제품의 크기에 제한이 없다.
  4. 모재와 완전한 융합을 이루기 때문에 접합강도가 높다.
(정답률: 33%)
  • 오버레이 용접은 모재 표면에 내마모성이나 내식성이 강한 재료를 덧씌우는 방법으로, 적층 횟수와 용접 조건을 조절하여 오버레이 층의 두께를 정밀하게 제어할 수 있는 것이 특징입니다.
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85. 밀폐된 탱크 안의 용접작업 시 안전을 위한 주의사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 감전에 주의한다.
  2. 고압 산소로 청소한다.
  3. 국소 배기 장치를 설치한다.
  4. 방진 또는 방독 마스크를 착용한다.
(정답률: 50%)
  • 밀폐된 탱크 내부는 가연성 가스나 유증기가 체류할 가능성이 매우 높습니다. 이때 고압 산소로 청소하면 산소 농도가 급격히 높아져 작은 불꽃에도 폭발할 위험이 크므로 절대 금지해야 합니다.
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86. 일반적인 용접의 특징으로 틀린 것은?

  1. 재질의 변형 및 잔류 응력이 발생한다.
  2. 품질 검사가 간단하고, 저온 취성이 생길 우려가 없다.
  3. 제품의 성능과 수명이 향상되며 이종 재료도 접합할 수 있다.
  4. 소음이 적어 실내에서의 작업이 가능하며, 복잡한 구조물 제작이 쉽다.
(정답률: 45%)
  • 용접은 고열을 이용하므로 열영향부의 조직 변화로 인해 저온 취성이 발생할 우려가 있으며, 내부 결함 확인을 위해 방사선 투과 시험(RT)이나 초음파 탐상 시험(UT) 등 정밀한 품질 검사가 필요하여 검사 과정이 복잡합니다.
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87. 상온에서 경계면을 국부적으로 소성 변형시켜 압접하는 방법은?

  1. 마찰 용접(friction welding)
  2. 초음파 용접(ultrasonic welding)
  3. 냉간 용접(cold pressure welding)
  4. 전자빔 용접(electron beam welding)
(정답률: 27%)
  • 냉간 용접(cold pressure welding)은 열을 가하지 않고 상온에서 강한 압력을 가해 재료의 경계면을 국부적으로 소성 변형시켜 원자 간의 결합을 유도하는 접합 방법입니다.
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88. 특수 절단의 분류 중 분말 절단에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 절단면은 가스 절단면에 비하여 매끄럽다.
  2. 분말 절단에는 철분 절단과 용제 절단이 있다.
  3. 용제 절단은 주로 스테인리스강의 절단에 쓰인다.
  4. 철분 절단은 200메시(mesh) 정도의 철분에 알루미늄 분말을 배합하여 절단한다.
(정답률: 33%)
  • 분말 절단은 가스 절단보다 절단 속도는 빠를 수 있으나, 절단면이 거칠고 매끄럽지 못한 것이 특징입니다.
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89. 일반적인 가스메탈 아크용접의 특징으로 옳은 것은?

  1. 전류 밀도가 낮기 때문에 용입이 얕다.
  2. 용접 장비가 가벼워서 이동이 쉽고, 구조가 간단하여 장비의 고장률이 낮다.
  3. 용접 토치가 용접부에 접근하기 곤란한 조건에서는 용접이 불가능하다.
  4. 바람이 부는 곳에서 용접 시 보호가스가 보호역할을 충분히 하므로 방풍막을 설치하지 않아도 된다.
(정답률: 32%)
  • 가스메탈 아크용접(GMAW)은 반자동 또는 자동 용접 방식으로, 토치가 용접 지점에 직접 접근해야 하므로 접근이 곤란한 좁은 공간이나 복잡한 형상에서는 용접이 불가능합니다.

    오답 노트
    전류 밀도가 높아 용입이 깊음
    장비가 무겁고 구조가 복잡함
    보호가스가 바람에 날아가므로 방풍막 설치 필수
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90. 연강용 피복 아크 용접봉 중 고산화티탄계 용접봉의 일반적인 특징으로 틀린 것은?

  1. 고압 용기, 후판 중구조물 용접에 적합하다.
  2. 피복제에 35% 정도의 산화티탄을 함유한다.
  3. 아크는 안정되며 스패터가 적고 슬래그의 박리성이 양호하다.
  4. 내균열성이 불량하고 고온 균열을 일으키기 쉬운 결점이 있다.
(정답률: 20%)
  • 고산화티탄계 용접봉은 아크가 안정적이고 슬래그 박리성이 좋아 일반적인 용접에 널리 쓰이지만, 내균열성이 우수하여 고온 균열이 적은 특성이 있습니다. 따라서 고압 용기나 후판 중구조물과 같은 고강도/고신뢰성 용접에는 적합하지 않습니다.
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91. 연납에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 주석-납을 가장 많이 사용한다.
  2. 용융점이 낮고 납땜이 용이하다.
  3. 전기적인 접합, 기밀, 수밀을 필요로 하는 장소에 사용한다.
  4. 기계적 강도가 높으므로 강도를 필요로 하는 부분에 적당하다.
(정답률: 44%)
  • 연납은 주석과 납의 합금을 사용하여 용융점이 낮고 작업성이 좋지만, 기계적 강도가 매우 낮아 강도를 필요로 하는 구조적 접합부에는 적당하지 않습니다.
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92. 연강용 피복 아크 용접봉의 종류 중 E4324의 피복제 계통은?

  1. 철분산화철계
  2. 라임티타니아계
  3. 고셀룰로오스계
  4. 철분산화티탄계
(정답률: 29%)
  • AWS 규격의 연강용 피복 아크 용접봉 E4324에서 마지막 두 자리 숫자 24는 피복제의 성분을 나타내며, 이는 철분산화티탄계를 의미합니다.
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93. 용접안전관리에서 화재 및 폭발의 방지 조치로 옳지 않은 것은?

  1. 대기 중에 가연성 가스를 누설 또는 방출할 것
  2. 필요한 곳에 화재를 진화하기 위한 방화 설비를 설치할 것
  3. 배관 또는 기기에서 가연성 증기의 누출 여부를 철저히 점검할 것
  4. 인화성 액체의 반응 또는 취급은 폭발 한계 범위 이외의 농도로 할 것
(정답률: 48%)
  • 화재 및 폭발을 방지하기 위해서는 가연성 가스가 대기 중으로 누설되거나 방출되지 않도록 철저히 밀폐하고 관리해야 합니다.
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94. TIG 용접 시 산화 방지를 위한 뒷받침(backing)이 아닌 것은?

  1. 용제 뒷받침(flux backing)
  2. 금속 뒷받침(metal backing)
  3. 컴퍼지션 뒷받침(composition backing)
  4. 불활성 가스 뒷받침(inert gas backing)
(정답률: 35%)
  • TIG 용접의 뒷면 산화를 방지하기 위해 사용하는 뒷받침으로는 용제, 금속, 불활성 가스 뒷받침 등이 사용됩니다. 컴퍼지션 뒷받침은 일반적인 TIG 용접의 산화 방지 뒷받침 종류에 해당하지 않습니다.
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95. 일반적인 마찰용접의 특징으로 틀린 것은?

  1. 작업능률이 높고 변형의 발생이 적다.
  2. 용접시간이 길고 치수의 정밀도가 낮다.
  3. 국부 가열이므로 열영향부가 좁고 이음 성능이 좋다.
  4. 취급과 조작이 간단하고 이종 금속의 접합이 가능하다.
(정답률: 41%)
  • 마찰용접은 고속 회전과 압력을 이용해 짧은 시간 내에 접합하므로 작업 능률이 매우 높고 치수 정밀도가 우수한 것이 특징입니다.

    오답 노트
    용접시간이 길고 치수의 정밀도가 낮다: 마찰용접의 실제 특성과 정반대되는 설명입니다.
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96. 가스 용접기 설치 및 불꽃 조정에 관한 내용으로 틀린 것은?

  1. 용접 토치에 호스 밴드를 사용하여 단단히 호스를 접속한다.
  2. 압력 조정기를 각각의 용기에 가스의 누설이 없도록 정확하게 설치한다.
  3. 토치에 점화를 한 후 산소 밸브를 조금씩 열어 산소를 증가시켜 중성 불꽃으로 조정한다.
  4. 각부의 접속이 완료되면 고압밸브, 압력 조정기를 열어 사용 압력으로 조정한 후 가스 불꽃을 사용하여 모든 접속부에 가스 누설의 유무를 점검한다.
(정답률: 39%)
  • 가스 누설 점검 시 가스 불꽃을 직접 사용하는 것은 폭발 및 화재의 위험이 매우 커 절대 금지해야 합니다. 누설 점검은 반드시 비눗물이나 전용 누설 검지액을 사용하여 확인해야 합니다.
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97. 가스용접으로 주철을 용접할 때 사용되는 용제로 거리가 먼 것은?

  1. 붕사
  2. 염화나트륨
  3. 탄산나트륨
  4. 탄산수소나트륨
(정답률: 28%)
  • 주철 용접 시에는 용융 금속의 유동성을 좋게 하고 산화를 방지하기 위해 붕사, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨 등의 용제를 사용합니다.

    오답 노트
    염화나트륨: 주철 용접용 용제로 사용되지 않는 물질입니다.
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98. 다음 가스용접용 연료가스 중 산소와 화합할 때 불꽃 온도가 가장 낮은 것은?

  1. H2
  2. CH4
  3. C2H2
  4. C3H8
(정답률: 27%)
  • 연료가스의 연소 온도는 가스의 화학적 성질에 따라 다르며, 제시된 가스 중 메탄($CH_4$)이 산소와 화합하여 연소할 때의 불꽃 온도가 가장 낮습니다.
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99. 아크용접에서 위빙비드(weaving bead)의 위빙 폭은 용접봉 지름의 몇 배로 하는 것이 좋은가?

  1. 2 ~ 3배
  2. 4 ~ 5배
  3. 6 ~ 7배
  4. 8 ~ 9배
(정답률: 49%)
  • 아크용접 시 위빙비드의 폭이 너무 넓으면 용입 부족이나 비드 형상 불량이 발생할 수 있으므로, 일반적으로 용접봉 지름의 2 ~ 3배 범위 내에서 조절하는 것이 가장 적절합니다.
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100. 로봇용접에 사용되는 일반적인 로봇 중 미리 설정된 정보(순서, 조건 및 위치 등)에 따라 동작의 각 단계를 순차적으로 진행하는 것은?

  1. 조종 로봇
  2. 지능 로봇
  3. 시퀀스 로봇
  4. 감각 제어 로봇
(정답률: 52%)
  • 시퀀스 로봇은 미리 설정된 정보(순서, 조건, 위치 등)에 따라 정해진 동작 단계를 순차적으로 수행하는 제어 방식의 로봇입니다.
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