피복아크용접기능사 필기시험 4회 핵심요약노트 및 실전테스트

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📝 피복아크용접기능사 필기시험 4회 핵심 요약노트







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1. 용접 개론 및 기본 기술


1.1 금속 접합의 분류

  • 야금학적 접합법 (금속 원자 간 결합): 융접, 압접, 납땜, 브레이징

  • 기계적 접합법 (물리적 결합): 볼트 이음, 리벳 이음


1.2 가스 용접

  • 탄화 불꽃: 아세틸렌 과잉 불꽃. 속불꽃과 겉불꽃 사이에 백색의 제3불꽃(아세틸렌 패더)이 나타납니다.

  • 아세틸렌 가스 충전: 15 °C, 15 kgf/cm²가 가장 적합합니다.

  • 수중 절단 가스: 산소 – 수소 가스를 사용합니다.

  • 가스 용접의 특징: 아크 용접보다 불꽃 온도가 낮고 열 집중성이 낮으나, 가열 열량 조절이 비교적 자유로워 박판 용접에 적합합니다.

  • 가스 용접용 용제: 용접 중 생기는 산화물 및 비금속 개재물을 용해합니다. 용제의 융점은 모재의 융점보다 낮아야 합니다.


1.3 아크 용접기 및 시공

  • 직류 아크 용접기 특징: 교류에 비해 아크의 안정성이 우수합니다.

  • 교류 아크 용접기 안전: 전격 방지기를 설치하여 2차 무부하 전압을 20~30 V 이하로 유지해야 합니다.

  • 허용 사용률 공식

    허용사용률(%) = (정격 2차 전류)² / (실제 용접 전류)² × 정격사용률(%)

    • 예시 문제 계산: (200 A)² / (150 A)² × 40 (%) = 71.1 %

  • 용접 홈 형식:

    • U형 홈: 두꺼운 판을 한쪽 방향에서 충분한 용입을 얻으려고 할 때 사용됩니다.

  • 용착법:

    • 스킵법 (비석법): 용접부 전체를 여러 부분으로 나누어 띄엄띄엄 용접하는 방법입니다 (예: 1-4-2-5-3 순). 잔류 응력을 적게 해야 할 경우 사용됩니다.


1.4 용접 결함 및 보수

  • 언더컷: 용접 전류가 너무 높을 때 주로 발생합니다.

  • 오버랩: 용접 전류가 너무 낮을 때 주로 발생합니다.

  • 기공 방지 대책: 저수소계 용접봉 사용, 용접봉 충분히 건조.

  • 균열: 다른 부분까지 전이될 우려가 있으므로 **정지구멍 (Stop Hole)**을 뚫어 결함 부분을 깎아내고 재용접해야 합니다.

  • 얕은 표면 결함 보수: 스카핑(Scarfing)으로 불어내서 결함을 제거한 뒤 재용접합니다.



2. 특수 용접 및 절단 기술


2.1 TIG 및 MIG 용접

  • TIG 용접 보호 가스: 아르곤 (Ar) 가스를 주로 사용합니다.

  • 알루미늄 TIG 용접 전류: 고주파 교류 (ACHF: Across Current High Frequency)가 가장 적합합니다.

  • 텅스텐 전극봉:

    • 토륨 텅스텐 전극: 전자 방사 능력이 현저하게 뛰어나고 아크 시동이 쉽습니다.

  • MIG 용접 용적 이행 방식:

    • 단락 이행: 저전류, 저전압에서 나타나며 박판 용접에 주로 사용됩니다.

    • 스프레이 이행: 고전압, 고전류에서 발생하며, 용가재가 미립자 형태로 분사됩니다. 용착 속도가 빠르고 능률적입니다.


2.2 CO2 아크 용접 (GMAW)

  • CO2 가스 유량:

    • 저전류 영역 (250 A 이하): 10~15 L/min

    • 고전류 영역 (250 A 이상): 20~25 L/min

  • 복합 와이어 (플럭스 코어드 와이어) 특징: 솔리드 와이어에 비해 스패터 발생량이 적고, 아크가 안정되며, 비드 외관이 깨끗합니다.


2.3 서브머지드 아크 용접 (SAW)

  • 다전극 방식 분류: 탠덤식, 횡병렬식, 횡직렬식이 있습니다.

  • 시공 시 유의사항: 백킹재를 사용하지 않을 경우 루트 간격을 0.8 mm 이하로 유지해야 합니다.


2.4 기타 특수 용접 및 절단

  • 스터드 용접 특징: 용접 시간이 짧고 용접 변형이 작습니다.

  • 전자 빔 용접 장점: 얇은 판에서 두꺼운 판까지 용접 가능하며, 고진공 속 용접으로 활성 재료 용접이 용이합니다.

  • 스카핑(Scarfing): 강재 표면의 홈, 개재물, 탈탄층 등을 제거하기 위해 불꽃 가공으로 얇게 깎아내는 가공법입니다.

  • 가스 절단 드래그:

    • 표준 드래그 길이: 판 두께의 20 % (5분의 1) 정도입니다.



3. 재료 및 야금


3.1 철강의 조직 및 변태

  • 순철의 동소체: 알파철, 감마철, 델타철. (베타철은 동소체가 아닙니다.)

  • 탄소강의 표준 조직: 페라이트, 펄라이트, 시멘타이트, 오스테나이트.

  • 체심 입방 격자 (BCC): 단위 격자 속 원자수는 2개입니다.


3.2 합금강 및 결함

  • 인(P)의 영향: 강에 인이 많이 함유되면 저온 메짐 (저온 취성) 현상이 나타납니다.

  • 문쯔 메탈: 구리 60%, 아연 약 40%를 합금한 황동. 탈아연 부식을 일으키기 쉽습니다.

  • 애드미럴티 황동: 7:3 황동에 주석 (Sn) 1% 내외를 첨가하여 내식성을 높인 합금.

  • 강괴 분류 (탈산 정도): 킬드강, 세미킬드강, 림드강, 캡트강이 있습니다.


3.3 열처리 및 응력 제거

  • 질화 처리: 암모니아 (NH3) 가스 중에서 500 °C 정도로 장시간 가열하여 표면을 경화시키는 열처리입니다.

  • 질량 효과 (Mass Effect): 질량 효과가 적을수록 열처리 효과는 잘됩니다.

  • 잔류 응력 제거:

    • 기계적 응력 완화법: 잔류 응력이 있는 제품에 하중을 주어 용접 부위에 약간의 소성 변형을 일으킨 후 하중을 제거하여 응력을 완화하는 방법입니다.


3.4 비철금속 (알루미늄)

  • 알루미늄 특징: 비중(2.7)이 낮고, 용융점은 660 °C이며, 전기 및 열전도율이 우수합니다.



4. 용접 제도 및 안전


4.1 도면 표시 및 기호

  • 가상선 용도: 인접 부분 참고, 공구/지그 위치, 가공 전/후 모양 등을 나타냅니다.

  • 숨은선 용도: 대상물이 보이지 않는 부분을 나타냅니다.

  • 단면도:

    • 회전 도시 단면도: 바퀴의 암, 리브, 축, 형강 등의 단면 모양을 90° 회전시켜 투상도의 안이나 밖에 나타냅니다.

  • 나사의 감김 방향: 왼나사는 "LH"를 추가하고, 오른나사는 필요하면 "RH"를 추가합니다. 동일 부품에 두 가지가 모두 있을 때는 모두 표시합니다.

  • 전개도법: 삼각 기둥, 원기둥 등 평행하게 펼치는 전개는 평행선을 이용한 전개도법이 적합합니다.

  • 기하 공차 (단독 형체): 기준 없이 그 자체만으로 적용되는 모양 공차에 해당되는 평면도, 진원도입니다.


4.2 용접 기호

  • 비파괴 검사 기호: RT는 **방사선 투과시험 (Radiography Test)**을 뜻합니다.

  • 화살표 반대쪽 용접: 용접 기호의 기준선 점선 위에 기호를 표시합니다.

  • 용접부 표면 가공 (끝단부 매끄럽게): 용접 기호에 "G" 기호(Grinding)를 추가하고, 끝단부를 매끄럽게 (Flush) 가공하도록 지시합니다.

  • 서페이싱 용접 (Surfacing): 기호는 '곡선이 있는 사각형' 모양으로, 모재 표면에 용착 금속을 덧붙여 표면을 보강하거나 경화시키는 용접을 뜻합니다.


4.3 안전 및 보건

  • 안전/보건 표지 색채: 파란색은 지시 또는 사실의 고지 용도로 사용됩니다.

  • CO2 농도 영향: 이산화탄소 농도가 3~4 %일 때, 두통, 뇌빈혈 등의 증상을 일으킵니다.







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