피복아크용접기능사 필기시험 2회 핵심요약노트 및 실전테스트

📝 피복아크용접기능사 필기시험 2회 핵심 요약노트

아래에 정리되어 있는 핵심포인트를 먼저 공부하신 후에

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1. 용접 자세 및 용어 정의

용접 자세 기호

아래보기 자세 (Flat, F): 가장 기본적인 용접 자세.
수평 자세 (Horizontal, H): 수평 방향으로 용접.
수직 자세 (Vertical, V): 수직 방향으로 용접.
위보기 자세 (Overhead, O): 머리 위에서 올려다보며 용접.

용접 용어

모재 (Base Metal): 용접 또는 절단되는 금속.
용가재 (Filler Metal): 용착부를 만들기 위해 녹여서 첨가하는 금속.
용입 (Penetration): 모재가 녹은 깊이.
용락 (Burn-Through): 모재가 녹아 쇳물이 방울 형태로 바닥에 떨어지는 현상.
다공성 (Porosity): 용착금속 중 기공이 밀집한 정도.

2. 피복 아크 용접 및 장비 특성

피복제의 역할

피복제(Flux)의 가장 중요한 역할은 아크 안정입니다. 그 외에도 슬래그 형성, 가스 발생 (산화 방지), 탈산제, 합금제 등의 역할을 합니다.

아교 (Gelatin): 피복제 배합제 중 환원가스 발생제 역할을 합니다.

용접기 특성

수하 특성 (Drooping Characteristic): 부하 전류가 증가하면 단자 전압이 저하하는 특성입니다. 피복 아크 용접기(SMAW)에 사용됩니다.
역극성 (DCRP: Direct Current Reverse Polarity): 용접봉 쪽에 열이 많이 발생하여 용융속도가 빠르고, 용입이 얕고 비드 폭이 넓습니다. 박판, 주철, 고탄소강 용접에 사용됩니다.

아크 쏠림 (Arc Blow) 방지법

아크 쏠림은 전류의 자기 작용에 의해 아크가 한쪽으로 쏠리는 현상입니다.

방지법: 교류 용접기를 사용합니다. 아크 길이를 짧게 합니다. 후퇴법을 사용합니다. 보조판(엔드탭)을 사용합니다.

3. 특수 용접 및 절단

불활성 가스 금속 아크 용접 (MIG)

특징: TIG 용접에 비해 전류밀도가 높아 용융속도가 빠르고 후판 용접에 적합합니다.
와이어 송급 방식: 푸시(Push) 방식, 풀(Pull) 방식, 푸시 풀(Push-pull) 방식이 있습니다.

서브머지드 아크 용접 (SAW)

특징: 용접부가 눈에 보이지 않는 불가시 용접입니다. 용융/용착 속도가 빠르고 용입이 깊습니다. 개선각을 작게 할 수 있습니다.
용제 (Flux): 소결형이 흡습성이 가장 높습니다.
후진법: Arc Blow가 강하여 용융금속을 밀어내므로 용입이 깊고 폭이 좁습니다.

일렉트로 슬래그 용접 (ESW)

특징: 박판 용접에는 적용할 수 없습니다. 용접 시간이 짧으나 장비가 비쌉니다. 용접 진행 중 용접부를 직접 관찰할 수 없습니다.

스터드 용접 (Stud Welding)

정의: 볼트나 환봉을 피스톤형 홀더에 끼우고 모재와 볼트 사이에 순간적으로 아크를 발생시켜 용접하는 방법입니다.

플라스마 절단/용접

온도: 아크 플라스마의 온도는 약 20,000~30,000도 C의 고열원입니다.
용접기: 무부하 전압이 일반 아크 용접기에 비해 2~5배 높습니다.
냉각가스: 아르곤과 수소의 혼합가스를 사용합니다.

아크 에어 가우징

전원: 직류 **역극성 (DCRP)**을 사용합니다.

아크 절단법의 종류

플라스마 제트 절단, 탄소 아크 절단, 티그 절단 등이 있습니다.
스카핑 (Scarfing): 강괴나 강편의 표면 홈, 개재물 등을 제거하기 위한 불꽃 가공법으로, 아크 절단법에는 속하지 않습니다.

4. 용접 결함 및 대책

치수 및 형상 결함

변형 (Distortion): 용접 시 발생하는 치수상의 결함.
언더컷 (Undercut): 용접 전류가 너무 높거나 아크 길이가 너무 길 때 모재가 움푹 파이는 현상. (전류가 낮을 때는 발생하지 않습니다.)

기타 결함

균열 (Crack): 용접물에 발생 시 계속적인 진행을 막기 위해 **정지구멍 (Stop Hole)**을 뚫어 깎아낸 후 재용접해야 합니다.

다층 용접 방법

덧살 올림법 (Build-up Method): 각 층마다 전체의 길이를 용접하면서 쌓아 올리는 용착법입니다.
캐스케이드법 (Cascade Method): 경사지게 쌓아 올리는 방법.
스킵법 (Skip Method): 부분적으로 띄어가며 용접하는 방법.

5. 금속 재료학 (야금)

합금의 일반적인 특징

순금속에 비해 다음과 같은 특징을 가집니다.

전기 저항이 증가하고 열전도율이 낮아집니다.
용융점이 낮아집니다.
기계적 성질 및 내마멸성이 개선됩니다.

비철금속의 성질

알루미늄 (Al): 비중 약 2.7, 용융점 약 660도 C.
마그네슘 (Mg): 비중 약 1.74, 조밀육방 격자 (HCP)이며 냉간가공이 거의 불가능합니다.
라우탈 (Lautal): Al-Cu-Si 합금으로 시효경화성이 있는 주조용 알루미늄 합금.
표면 처리 (Anodizing): 알루마이트법(수산법)은 Al 제품을 2% 수산 용액에서 전류를 흘려 산화막을 만드는 방법입니다.

강의 표면 경화법

질화법 (Nitriding): 강의 표면에 **질소 (N)**를 침투시켜 경화합니다. 경화 후 열처리가 필요 없고, 침탄법보다 경도가 높고 변형이 적습니다.
침탄법 (Carburizing): 강의 표면에 탄소 (C)를 침투시켜 경화합니다.
칼로라이징 (Calorieizing): 금속 침투법의 일종으로 금속 표면에 **알루미늄 (Al)**을 침투시킵니다.

주철 및 합금강

가단 주철 (Malleable Cast Iron): 백주철을 장시간 열처리하여 탈탄 및 흑연화시켜 연성을 갖게 한 주철 (C 2~3%, Si 0.6~1.5%).
상온 메짐 (Cold Brittleness): 탄소강에 **인 (P)**이 합금될 때 상온 메짐의 원인이 됩니다.

열처리 조직

담금질에 따른 금속 조직의 경도/강도 순서 (높은 순):

마텐자이트 > 트루스타이트 > 소르바이트 > 펄라이트 > 오스테나이트 > 페라이트 (경도와 강도가 가장 높은 조직은 마텐자이트입니다.)

6. 도면 및 제도

선의 우선순위 (겹칠 경우)

숫자/문자 > 외형선 > 숨은선 > 절단선 > 중심선 > 무게중심선 > 치수 보조선

선의 종류

가는 실선: 치수선, 치수 보조선, 해칭선, 상세도 틀의 선 등.
굵은 실선: 외형선, 금속 구조 공학 등의 구조를 나타내는 선.

척도 (Scale)

배척: 실제 형상을 확대하여 그리는 것. 예: 2:1.
현척: 실제 형상과 같은 크기로 그리는 것. 예: 1:1.
NS (Not to Scale): 비례척이 아님을 나타냄.

투상법

제1각법: 물체 -> 투상면 -> 눈의 순서. 우측면도는 좌측에, 저면도는 정면도 위에 그려집니다.
제3각법: 눈 -> 투상면 -> 물체의 순서. 평면도는 정면도 위에, 우측면도는 오른쪽에 그려집니다.

전개도법

평행선 전개도법: 원기둥이나 각기둥의 전개에 가장 적합합니다.
방사선 전개도법: 원뿔이나 각뿔의 전개에 적합합니다.

배관 도면 기호

W: 물 (Water)
O: 기름 (Oil)
G: 가스 (Gas)
S: 수증기 (Steam)

7. 안전 및 계산

화재 분류

A급: 일반 화재
B급: 유류, 가스 화재
C급: 전기 화재
D급: 금속 화재

용기 취급

가스 용기는 안전을 위해 모두 세워서 보관해야 합니다.
산소병은 40도 C 이하 온도에서 보관합니다.

하중 계산 공식

응력 (Stress)은 단위 면적당 하중 (Load)이므로, 하중을 구하려면 응력에 면적을 곱합니다.

하중 (N) = 인장 응력 (N/mm²) x 강판 두께 (mm) x 길이 (mm)
- 예시 문제 풀이: 9.5 N/mm² x 6 mm x 120 mm = 6840 N

아세틸렌가스 소비량

가변압식 토치의 팁 번호는 시간당 아세틸렌가스 소비량 (L)을 나타냅니다.
- 예시: 팁 번호 400번 -> 시간당 400 L 소비.

안전·보건표지 색채 용도

빨간색: 금지, 경고
노란색: 경고
파란색: 지시
녹색: 안내

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