가스텅스텐/CO2가스 아크용접기능사 필기시험 4회 핵심요약노트 및 실전테스트

📝 가스텅스텐/CO2가스 아크용접기능사

필기시험 4회 핵심 요약노트

아래에 정리되어 있는 핵심포인트를 먼저 공부하신 후에

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1. 용접 작업 및 이론 핵심 정리

1.1 용접 기본 이론

피닝(Peening)의 목적: 용접부의 잔류 응력을 완화시키기 위해 특수 해머로 충격을 가하는 작업입니다.
아크 길이의 영향: 아크 길이가 길어지면 아크가 불안정해지고, 용융 금속의 산화 및 질화가 쉬워지며, 전압이 높아지고 스패터가 많아집니다. 열 집중력은 불량해집니다.
용접 입열과 냉각 속도: 용접 입열이 일정할 때, 열전도율이 큰 금속일수록 냉각 속도가 빠릅니다. (예: 구리(Cu)의 열전도율이 연강(Fe)보다 높음).
- 열 및 전기 전도율이 높은 순서: 은(Ag) > 구리(Cu) > 금(Au) > 알루미늄(Al) > ... > 철(Fe) > 납(Pb)
직류 용접 극성 (DCSP)
- 정극성 (DCSP, DC Straight Polarity): 모재에 열이 집중되어 용입이 깊습니다. 박판, 주철 등의 접합에 사용됩니다.

1.2 특수 용접 및 납땜

서브머지드 아크 용접 (SAW):
- 용접 진행 시 아크가 용제에 덮여 보이지 않아 일명 잠호용접이라고 부릅니다.
- 동일 조건에서 와이어의 지름이 작을수록 전류 밀도가 커져 용입이 깊어집니다.
논 가스 아크 용접:
- 별도의 보호 가스나 용제가 필요 없습니다.
- 용접 장치가 간단하고 운반이 편리하며, 바람이 있는 옥외에서도 작업이 가능합니다.
플라스마 아크의 종류: 이행형 아크, 비이행형 아크, 중간형 아크가 있습니다.
테르밋 용접: 용접열원을 외부에서 가하는 것이 아니라, 금속 분말의 화학반응열을 사용하여 용접합니다.
납땜의 구분
- 연납 (Soft Solder): 주석-납계 합금이 주로 사용되며, 기계적 강도가 낮아 강도를 필요로 하지 않는 부분에 사용됩니다. (용제: 염산)
- 경납 (Hard Solder): 은납, 황동납 등이 이에 속하며, 물리적 강도가 크게 요구될 때 사용됩니다. (용제: 붕사, 붕산, 알칼리)
가스 용접 전진법: 토치(오른손)를 오른쪽에서 왼쪽으로, 용접봉(왼손)을 오른쪽에서 왼쪽으로 이행하여 용접하는 방식입니다.

2. 용접 장비 및 안전 수칙

2.1 용접기 특성 및 규격

용접기의 특성:
- 정전압 특성: 부하 전류가 변하여도 단자 전압이 거의 변화하지 않는 특성입니다. CO2 용접기나 MIG 용접기에 주로 사용됩니다.
용접기 규격 (AW 500):
- AW는 교류 아크 용접기를 의미합니다.
- 500은 정격 2차 전류값 (A)을 의미합니다.

소비 전력 공식:

소비 전력 = 아크 전력 + 내부 손실

CO2 용접 가스 유량 (L/min):
- 저전류 (250A 이하): 10 ~ 15 L/min
- 고전류 (250A 이상): 20 ~ 25 L/min
가변압식 팁 (200호):
- 팁 번호는 시간당 아세틸렌가스 소비량 (L/h)을 의미합니다.
- 예: 200호 팁으로 10시간 사용 시 소비량은 200 L/h x 10 시간 = 2,000 L 입니다.

2.2 안전 및 점검

전격 방지 대책 (필수):
- 홀더나 용접봉은 맨손으로 취급하지 않습니다.
- 젖은 작업복, 장갑, 신발 등을 착용하지 않습니다.
- CO2 용접이나 MIG 용접 작업 도중 와이어를 교체할 때는 반드시 전원을 차단해야 합니다.
- 용접기를 사용하지 않을 때는 전기 스위치를 차단해야 합니다.
용접기 점검:
- 2차측 단자의 한쪽 면과 용접기 케이스는 **반드시 접지(Earth)**해야 합니다.
- 2차측 케이블이 길어 전압 강하가 우려될 경우, 가능한 지름이 큰 케이블을 사용해야 합니다.
기타 장치:
- 원격 제어 장치: 용접기와 멀리 떨어진 곳에서 전류 또는 전압을 조절할 수 있습니다.
- 수중 절단 연료가스: 수소 (H2) 가스를 가장 많이 사용합니다.

3. 용접 결함 및 비파괴 검사

3.1 주요 용접 결함

선상조직: 용착 금속의 냉각 속도가 빠르거나, 모재의 재질이 불량(인(P) 함유)할 때 나타나는 편석 조직입니다.
라미네이션(Lamination) 균열: 모재의 재질 결함으로, 강괴 내 기포가 압연되어 설퍼밴드와 같은 층상으로 편재해 노치(Notch)를 형성하는 균열입니다.
오버랩(Overlap) 보수: 용접 용입부의 일부를 채우지 않고 덮은 불량입니다. 일부분을 깎아내고 재용접하여 보수합니다.

3.2 비파괴 검사

초음파 탐상법 종류: 공진법, 투과법, 펄스 반사법이 있습니다.
금속 조직 검사 (현미경): 결함, 결정 입도, 비금속 개재물 등을 파악할 수 있습니다. 내부 응력은 조직 검사로 측정할 수 없으며, 인장 시험 등으로 파악해야 합니다.

이음 효율 공식:

이음 효율 (%) = (용접 시험편의 인장 강도 / 모재의 인장 강도) * 100

4. 재료 일반 및 야금

4.1 강재 및 합금

용접봉의 내균열성: 저수소계 용접봉 (E4316)이 내균열성이 가장 우수합니다.
예열 온도:
- 알루미늄 (Al) 합금: 열전도가 매우 크므로 200~400도 C 정도의 예열이 필요합니다.

탄소 당량 (CE) (주철) 공식:

CE = 탄소 함량 + (규소 함량 + 인 함량) / 3

스테인리스강 (오스테나이트계):
- 내식성이 가장 우수합니다.
- 비자성이며, 염산, 황산, 염소 가스 등에 약합니다.
- 결정 입계 부식이 발생하기 쉽습니다.
라우탈 (Rautal): Al-Cu-Si 계 합금으로, Si (3~8%) 첨가는 주조성을 향상시킵니다.
문쯔 메탈 (Muntz Metal): 60% Cu - 40% Zn 합금으로 아연 함유량이 높은 황동입니다.
SAP (Sintered Aluminum Powder): 알루미늄 분말 소결체로, Al-Al2O3 계 분산 강화 합금입니다.

4.2 재료의 성질 및 열처리

면심입방격자 (FCC): 비교적 연하여 전연성이 크고 가공성이 좋습니다.
자기 변태점: 자기 변태가 일어나는 온도를 퀴리점이라고 합니다.
자성 재료:
- 연질 자성재료: 센더스트 (Fe-Si-Al 합금)
- 경질 자성재료 (영구자석): 알니코, 페라이트, 네오디뮴 자석 등
금속 조직의 경도 순서 (낮음에서 높음으로):
- ... < 오스테나이트 < 펄라이트 < 소르바이트 < 베이나이트 < 트루스타이트 < 마텐자이트 < 시멘타이트 (표현 단순화)
- 제시된 보기 중 오스테나이트가 경도 값이 가장 낮습니다.
열처리:
- 항온 열처리: 마켄칭, 마템퍼링, 오스템퍼링
- 풀림 (Annealing): 재질을 연하고 균일하게 할 목적으로 실시하는 기본 열처리입니다.
불변강 (Invar): 열팽창률이 극히 작은 합금으로, TV의 섀도 마스크 제작에 사용됩니다.

5. 도면 해독 및 제도

5.1 선의 우선순위 및 투상법

선의 우선순위 (중복 시):
- 외형선 > 숨은선 > 절단선 > 중심선 > 치수 보조선
단면도: 축, 핀, 볼트, 너트류는 길이 방향으로 절단하여 도시하지 않습니다.
전체 길이 해독:
- 총 길이 = 피치 간격 (P) x (구멍 수 - 1) + 2 x 양 끝 여백 (Le)
제 3각법 정투상: 물체를 3상한에 놓고 투상하는 방법으로, 정면도, 평면도, 우측면도 순으로 배치됩니다.

5.2 제도 기호 및 재료 기호

치수 보조 기호: 지름 기호 (Φ), 구의 지름 기호 (S), R (반지름), 네모 기호 (정사각형) 등이 사용됩니다.
나사의 감김 방향:
- 오른나사는 일반적으로 지시하지 않으나, 왼나사는 반드시 약호 **"LH"**를 추가하여 표시합니다.
- 동일 부품에 혼재 시: 오른나사 (RH)와 왼나사 (LH) 모두 표시해야 합니다.
판금 전개법: 평행선법, 방사선법, 삼각형법이 일반적입니다. (다각전개법은 해당하지 않습니다.)
주요 재료 기호:
- SPHC: 열간 압연 강판 및 강대
- SPCC: 냉간 압연 강판 및 강대 (일반용)
- STS: 스테인리스강
- SPB: 주석 도금 강판

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