피복아크용접기능사 필기시험 7회 핵심요약노트 및 실전테스트

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📝 피복아크용접기능사 필기시험 7회 핵심 요약노트







아래에 정리되어 있는 핵심포인트를 먼저 공부하신 후에

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1. 용접 작업 및 안전 관리 (Welding Operation and Safety)


1.1. 특수 절단 및 용접 일반

  • 수중절단 가스 (Underwater Cutting Gas)

    • 연료가스: 수소 가스를 가장 많이 사용합니다. (아세틸렌은 부적합)

    • 작업 수심: 일반적으로 수심 45m 정도까지 작업이 가능합니다.

    • 압력/유량 조절:

      • 절단 산소 압력: 공기 중의 1.5~2배

      • 예열 가스 양: 공기 중의 4~8배

  • 아크타임 (Arc Time): 단위 시간 내의 아크 발생 시간을 백분율로 나타낸 것입니다.


1.2. 화재 예방 및 소화

  • 소화기 적합성

    • 포말소화기: 보통화재(A급), 기름화재(B급)에 적합하나, 전기화재(C급)에는 부적합합니다 (감전 위험).

    • 이산화탄소 (CO2) 및 분말 소화기: 전기화재에 사용 가능합니다.

  • 화재 및 폭발 방지 조치: 가연성 가스는 밀폐 용기에 보관하거나 안전하게 처리해야 하며, 대기 중에 방출시키면 안 됩니다. 용접 부근에 점화원을 두지 않도록 합니다.



2. 피복아크용접 (SMAW) 및 전원 특성


2.1. 용접봉 및 피복제

  • 피복제 역할: 아교(콜로이드 성분)는 고착제로 사용됩니다.

  • 용접봉 계통별 특징

    • 저수소계 (E4316):

      • 균열 감수성이 낮아 구속도가 큰 구조물 용접에 사용됩니다.

      • 고탄소강, 황 함유량이 많은 쾌삭강 용접에 적합합니다.

      • 수소 발생이 적어 저온 균열 방지에 효과적입니다.


2.2. 용접기 전원 특성

  • 교류아크용접기 규격: AW-300에서 300은 정격 2차 전류를 의미합니다.

  • 누설 변압기: 아크 용접기에 가장 적합한 변압기로, 누설 리액턴스를 크게 하여 정전류 특성을 갖게 합니다.

  • 수하 특성: 아크 용접기에서 부하 전류가 증가하면 단자 전압이 저하하는 특성입니다.


2.3. 직류 용접 (DC) 극성

  • 직류 정극성 (DCSP, Direct Current Straight Polarity):

    • 용접봉: (-)극 연결 (열 발생 30%)

    • 모재: (+)극 연결 (열 발생 70%)

    • 특징: 용접봉 녹음이 느리고, 모재의 용입이 깊습니다.

  • 직류 역극성 (DCRP): 모재에 열이 적게 발생하여 용입이 얕고 용접봉 소모가 빠릅니다.


2.4. 용착법 (Laying Sequence)

  • 빌드업법 (Build-up Method, 덧살 올림법): 각 층마다 전체 길이를 용접하면서 쌓아 올리는 방법입니다.



3. 가스 및 특수 용접 (TIG, MIG/MAG, Plasma, Soldering)


3.1. TIG 용접 (GTAW)

  • 전원 및 특성

    • 직류 정극성: 연강, 스테인리스강 용접에 적합합니다.

    • 교류: 알루미늄 용접 시 청정 작용으로 용접이 잘 됩니다.

    • 역극성: 전극의 소모가 많아집니다.

  • 전극 가공: 직류 정극성/역극성 모두 전극을 뾰족하게 가공해야 아크가 안정되고 집중됩니다.

  • 후가스 (Post-Flow): 텅스텐 전극의 수명 연장을 위해 아크를 끊은 후 전극 온도가 **약 300℃**가 될 때까지 불활성 가스를 흐르게 합니다.

  • 장단점: 박판 용접에 능률적이며 용접 품질이 우수하나, 후판 용접에는 능률적이지 않습니다.


3.2. MIG/MAG 용접 (GMAW)

  • 팁과 모재 간 거리 (CTWD)

    • 저전류 (200A 미만): 10~15 mm

    • 고전류 (200A 이상): 15~25 mm

  • 와이어 송급 방식: 풀 방식, 푸시 방식, 푸시풀 방식이 있습니다.

  • 전류 밀도: MIG 용접은 TIG 용접보다 전류 밀도가 약 2배 정도로 높아 용융 속도가 빠릅니다.

  • 이면 재료: 반자동 CO2 아크 편면 용접 시 뒷댐 재료로 세라믹 제품이 가장 많이 사용됩니다 (고열에 강함).


3.3. 기타 용접 및 절단

  • 레이저 용접: 열변형이 거의 없고, 이종금속 용접이 가능하며, 비접촉식으로 정밀한 용접이 가능합니다.

  • 플라스마 제트 절단: **10,000~30,000℃**의 고온 열원을 이용하여 금속/비금속을 모두 절단하는 방법입니다.

  • 논 가스 아크 용접 (Non Gas Arc Welding):

    • 장점: 바람이 있는 옥외 작업이 가능하고 장치가 간단합니다.

    • 단점: 융착 금속의 기계적 성질이 다른 용접법에 비해 우수하지 않습니다.

  • 아크 에어 가우징: 가우징봉, 컴프레서, 가우징 토치가 사용되며, 냉각 장치는 필요 없습니다.

  • 테르밋 용접 점화제: 마그네슘, 과산화바륨, 알루미늄 분말 등이 사용됩니다. 망간은 점화제가 아닙니다.

  • 납땜 (Soldering):

    • 정의: 금속 사이에 융점이 낮은 별개의 금속 (납 또는 은납 등)을 용융 첨가하여 접합하는 방식입니다.

    • 구분 온도: **450℃**를 기준으로 연납땜(Soft Soldering)과 경납땜(Hard Soldering)을 구분합니다.



4. 용접 야금 및 재료 (Metallurgy and Materials)


4.1. 철강 재료

  • 스테인리스강 (Stainless Steel)

    • STS 410 (마텐자이트계): 담금질이 가능하며, 용접 후 경도가 증가하는 것이 특징입니다.

    • 18% Cr-8% Ni계 (STS 304 등): 오스테나이트계 조직을 가집니다.

  • 탄소강 분류 (Carbon Content)

    • 저탄소강: 0.02~0.25% C

    • 중탄소강: 0.25~0.5% C (탄소량 증가에 따라 저온 균열 위험성 커져 150~250℃ 예열 필요)

    • 고탄소강: 0.5~1.7% C

  • 강의 조직

    • 킬드강 (Killed Steel): 노 내에서 Fe-Mn, Fe-Si, Al 등으로 완전히 탈산시킨 강입니다.

    • 탄소강의 표준 조직: 페라이트, 펄라이트, 시멘타이트, 오스테나이트. 마텐자이트는 표준 조직이 아닙니다.

  • 주철 조직: 마우러 (Maurer) 조직도는 주철에서 탄소(C)와 규소(Si)의 함유량에 따른 조직 분포를 나타낸 그래프입니다.


4.2. 비철금속 및 합금

  • 구리 합금

    • 켈밋 (Kelmet): Cu 70% + Pb 30~40% 합금으로, 고속/고하중용 베어링 재료에 사용됩니다.

    • 애드미럴티 황동: 7:3 황동에 1% 내외의 Sn을 첨가한 합금으로 열교환기 등에 사용됩니다.

  • 고망간강 (High Mn Steel): Mn 약 12% 합금강으로 **1,000~1,100℃**에서 수중 냉각하면 강인한 오스테나이트 조직이 됩니다. 인성 및 내마멸성이 우수하여 광석 파쇄기, 기차 레일 등에 사용됩니다.

  • 구리 제품: 시중에서 시판되는 구리 제품에는 전기동, 정련동, 무산소동이 있으며, 산화동은 상품성이 없어 시판되지 않습니다.


4.3. 기계적 성질

  • 로크웰 경도 시험: C 스케일은 120º의 다이아몬드 압입자 꼭지각을 사용합니다.

  • 가단주철 특징: 주조성, 내식성, 내충격성이 우수하나, 경도는 Si의 양이 적을수록 높아집니다. 

  • Fe-C 평형 상태도: 압력이 일정한 상태에서 공정점의 자유도는 0입니다.

  • 자성 재료: 연질 자성 재료에는 퍼멀로이가 있습니다.



5. 용접 결함 및 비파괴 검사


5.1. 용접 결함

  • 언더컷 (Undercut): 비드 가장자리에 홈이 생기는 불량으로, 용접 전류가 높을 때 주로 발생합니다. 빠른 용접 속도나 부적합한 운봉 각도도 원인입니다.

  • 저온 균열 (Cold Cracking): 일반적으로 200~300℃ 이하에서 냉각 후 시간이 지남에 따라 발생하는 균열입니다.


5.2. 비파괴 검사 (NDT)

  • 초음파 탐상법 (UT): 결함 검사법으로 공진법, 투과법, 펄스 반사법이 있으며, 스테레오법은 해당되지 않습니다.



6. 도면 해독 (Engineering Drawing)


6.1. 재료 기호 및 치수 보조 기호

  • KS 재료 기호

    • SS: 일반 구조용 압연 강재 (예: SS490)

    • SM: 용접 구조용 압연 강재 (예: SM400A)

  • 치수 보조 기호 적용 가능: 구의 지름 치수, 단면이 정사각형인 면, 판재의 두께 치수 등에 적용됩니다. 단면이 정삼각형인 면은 보조 기호가 없습니다.


6.2. 단면도 및 도시법

  • 회전 도시 단면도

    • 절단면은 90º 회전하여 표시합니다.

    • 도형 내 절단한 곳에 겹쳐서 도시할 경우 가는 실선을 사용하여 그립니다. (굵은 실선 X)

  • 일반적인 절단 도시: 하우징과 같은 본체는 내부 형상을 보여주기 위해 긴 쪽 방향으로 절단하여 도시합니다.

  • 중심 마크: 도면의 마이크로필름 촬영이나 복사 편의를 위해 도면의 폭과 높이의 중간 부분에 표시합니다.


6.3. 공차 및 나사

  • 단독 형체 기하 공차: 평면도, 진원도 등 모양 공차에 해당합니다. (직각도, 평행도 등은 관련 형체 공차입니다.)

  • 미터 나사 호칭 지름: 수나사의 바깥지름을 기준으로 정하며, 이에 결합되는 암나사의 호칭지름은 암나사의 골지름이 됩니다.

  • 나사의 감김 방향 지시: 오른나사는 일반적으로 지시하지 않으나, 왼나사는 반드시 약호 'LH'를 추가하여 표시합니다. 동일 부품에 오른나사와 왼나사가 있을 때는 둘 다 약호를 표시해야 합니다.


6.4. 배관 및 용접 기호

  • 배관 유체 기호:

    • A: 공기

    • G: 연료 가스

    • O: 연료유 또는 냉동기유

    • S: 증기 (W는 틀림)

  • 용접부 보조 기호: MR은 제거 가능한 이면 판재를 사용하는 경우의 표시 기호입니다.







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