가스텅스텐/CO2가스 아크용접기능사 필기시험 7회 핵심요약노트 및 실전테스트

📝 가스텅스텐/CO2가스 아크용접기능사

필기시험 7회 핵심 요약노트

아래에 정리되어 있는 핵심포인트를 먼저 공부하신 후에

본 글 최하단에

실전테스트를 하시면 됩니다.

1. 용접 프로세스 및 특징

1-1. MIG/MAG (CO2 아크 용접)

와이어 송급 방식: 풀(Pull) 방식, 푸시(Push) 방식, 푸시풀(Push-pull) 방식이 있으며, '푸시 언더(Push-under) 방식'은 존재하지 않습니다.
용착 속도: 와이어 용융 속도는 아크 전류에 거의 정비례하여 증가합니다. 일반적으로 용착률은 아크 전류가 높을수록 좋습니다. 아크 전압이 높다고 용착률이 좋아지는 것은 아닙니다.
전류 밀도: MIG 용접의 전류밀도는 TIG 용접의 약 2배 정도로 높아 용융 속도가 빠르고 후판 용접에 적합합니다.

1-2. 특수 용접법

일렉트로 슬래그 용접 (ESW): 후판을 단일층으로 한 번에 용접하는 연속적인 상진 용접법입니다. 용착 효율이 거의 100%에 가까우며, 용접 능률이 우수하고 변형이 적습니다.
스터드 용접: 스터드(볼트 등)를 모재에 용접하는 방법입니다.
- 페룰(Ferrule): 내열성 도기로, 용융 금속의 산화 및 유출을 막고, 아크열을 집중시키는 역할을 합니다.
- 종류: 아크 스터드 용접법, 저항 스터드 용접법, 충격 스터드 용접법이 있습니다.
저항 용접의 3요소: 가압력, 용접 전류, 통전 시간입니다. (통전 전압은 3요소에 속하지 않습니다.)
플래시 버트 용접 과정: 예열 → 플래시 → 업셋의 3단계로 진행됩니다.

2. 용접 결함 및 안전 관리

2-1. 용접 결함과 원인

용접 결함의 분류:
- 구조상 결함: 기공, 균열, 용입 불량, 슬래그 섞임 등
- 치수상 결함: 변형 (치수상 결함에 속하며 구조상 결함이 아닙니다.)
주요 결함 및 원인:
- 언더컷 (Under Cut): 용접 전류가 너무 클 경우 (아크열 과다).
- 슬래그 섞임 (Slag Inclusion): 운봉 속도가 느릴 경우.
- 기공 (Porosity): 용접부가 급속하게 응고되거나 수소, 산소, 질소 등이 과도할 경우.
- 오버랩 (Overlap): 부적절한 운봉법을 사용했을 경우.
- 크레이터 (Crater): 아크를 중단했을 때 비드 끝에 오목하게 파인 부분. 용접 후 반드시 처리해야 합니다.
- 은점 (Silver Spot): 수소 가스와 용융 금속 간의 반응이 주된 원인입니다.
아크 쏠림 (Arc Blow) 방지 대책:
- 접지점을 될 수 있는 대로 용접부에서 멀리 합니다.
- 용접봉 끝을 아크 쏠림의 반대 방향으로 기울입니다.
- 큰 가접부 또는 이미 용접이 끝난 용착부를 향하여 용접합니다.

2-2. 용접 안전

전격 방지 대책: 땀이나 물에 젖은 작업복, 장갑 등은 착용하지 않습니다. 텅스텐봉 교체 시 반드시 전원 스위치를 차단합니다. 가죽 장갑, 앞치마, 발 덮개 등 보호구를 반드시 착용해야 합니다.
화재 등급:
- A급 화재: 일반 화재 (소화기: 포말 소화기)
- B급 화재: 유류 및 가스 화재
- C급 화재: 전기 화재 (소화기: CO2 소화기)
- D급 화재: 금속 화재

2-3. 용접 시공 및 절차

용접 순서 결정 유의 사항:
- 용접물의 중심에 대하여 항상 대칭으로 용접합니다.
- 수축이 큰 이음을 먼저 용접하고 수축이 작은 이음을 나중에 용접하여 변형을 방지합니다.
- 용접 작업이 불가능하거나 곤란한 곳이 생기지 않도록 순서를 정합니다.
예열의 목적:
- 수소의 방출을 용이하게 하여 저온 균열을 방지합니다.
- 열영향부와 용착 금속의 경화를 방지하고 연성을 증가시킵니다.
- 열응력 감소로 변형과 잔류 응력 발생을 줄입니다. (기계적 성질 향상 및 경화 조직 석출 촉진은 주 목적이 아닙니다.)
용접봉 지름 (가스 용접): 판 두께가 t일 때, 적합한 용접봉 지름은 대략 t/2 + 1 (mm) 입니다. (예: 3mm 연강판 → 3/2 + 1 = 2.5 mm)
용접기의 사용률 (Duty Cycle) 공식:
사용률(%) = [아크발생시간 / (아크발생시간 + 휴식시간)] x 100
양호한 용접부 조건: 용입 상태 균일, 첨가된 금속의 성질 양호, 용접 전 기름/녹 제거, 과열 흔적 및 슬래그, 기공이 없어야 합니다.
현장 용접: 공장이나 제작소 외에 교량, 탱크 등의 최종 설치 현장에서 수행하는 용접입니다.

3. 절단 및 검사법

3-1. 아크 및 가스 절단

TIG 절단: 전원은 직류 정극성을 사용합니다. 아크 냉각용 가스로는 아르곤과 수소의 혼합 가스를 사용하며, 알루미늄, 스테인리스강 등 비철금속 절단에 이용됩니다.
아크 절단 종류: MIG 절단, TIG 절단, 플라스마 제트 절단 등이 있으며, 분말 절단은 아크 절단에 속하지 않습니다.
플라스마 제트 절단: 10,000 ~ 30,000°C의 높은 열에너지를 가진 열원을 이용합니다.
가스 절단 (예열 불꽃 역할): 절단 개시 발화점 온도 가열, 절단 산소 운동량 유지 및 순도 저하 방지, 절단재 표면 스케일 등의 박리성을 높입니다.
가스 절단 (드래그): 양호한 절단면을 얻으려면 드래그가 가능한 작아야 합니다. 표준 드래그 길이는 일반적으로 모재 두께의 약 20% 정도입니다.
산소-프로판가스 절단: 산소-아세틸렌가스 절단보다 후판 절단 속도가 빠릅니다. 슬래그 제거가 쉽고, 절단면 위 모서리가 잘 녹지 않습니다.

3-2. 용접부 검사

파괴 시험 (기계적 시험): 경도 시험, 굽힘 시험, 충격 시험 (부식 시험은 기계적 시험에 속하지 않습니다.)
초음파 탐상법 (비파괴 시험): 투과법, 펄스 반사법, 공진법이 있습니다.
경도 시험 (비커스): 압입체의 대면각이 136°인 다이아몬드 피라미드를 사용하며, 얇은 물건이나 표면 경화된 재료의 경도 측정에 적합합니다.

4. 재료 일반

4-1. 철강 재료

순철의 변태: 910°C (Ac3 변태점)에서 체심 입방 격자 (BCC, 알파철) → 면심 입방 격자 (FCC, 감마철)로 결정 격자가 바뀝니다.
TTT 곡선: 하부 임계 냉각 속도는 강을 담금질할 때 최초에 마텐자이트가 나타나는 냉각 속도입니다.
Fe-C 평형 상태도 (공정점): 압력이 일정한 상태에서 공정점은 3개의 상이 공존하는 불변점이며, 깁스의 상률에 의해 자유도는 0입니다.
고 Mn강: 1,000 ~ 1,100°C에서 수중 냉각하여 오스테나이트 조직이 되며, 인성 및 내마멸성이 우수하여 광석 파쇄기, 기차 레일 등에 사용됩니다.
게이지용 강: 담금질에 의해 변형이나 균열이 없고, 시간이 지나도 치수 변화가 없으며, 열팽창 계수가 보통강보다 작아야 합니다.

4-2. 비철금속 및 합금

금속의 성질: 대부분의 금속은 상온에서 고체이지만, 수은(Hg)은 액체 상태입니다.
알루미늄 주성분 합금: Y합금, 라우탈, 두랄루민 등이 있습니다. (인코넬은 니켈 합금입니다.)
황동 (문쯔 메탈, Muntz Metal): 60% Cu + 40% Zn 합금으로 조직이 알파(α) + 베타(β)이며, 강도가 크고 단조용으로 사용됩니다.
클래드 합금 (Clad Alloy): 두 종류 이상의 금속 특성을 복합적으로 얻기 위해 접합한 합금 (바이메탈 등에 사용).
탄탈륨 (Ta): 비중 약 16.6, 용융점 약 2,996°C, 150°C 이하에서 내식성이 우수합니다.

5. 도면 및 제도

5-1. 도면의 구비 조건

일반적 구비 조건: 대상물의 크기, 모양, 자세, 위치 정보가 있어야 합니다. 명확하고 이해하기 쉬운 방법으로 표현되어야 합니다. 보존, 검색, 이용이 확실히 되도록 내용과 양식을 구비해야 합니다. (보안성을 유지하여 대상물의 특징을 알 수 없게 하는 것은 틀린 설명입니다.)

5-2. 투상법 및 선의 종류

제3각법 투상: 정면도를 기준으로 평면도는 위에, 우측면도는 오른쪽에 투상합니다.
선의 종류: 단면의 무게 중심을 연결한 무게 중심선은 가는 2점 쇄선으로 표시합니다.
절단하여 도시 가능한 것: 하우징(본체)은 내부 형상을 알기 위해 긴 쪽 방향으로 절단하여 표시할 수 있습니다. (리브, 기어 이, 바퀴 암 등은 길이 방향으로 절단하지 않습니다.)

5-3. 도면 기호 및 표기법

배관도 유체 기호: 증기(수증기)는 S, 물은 W, 공기는 A, 연료가스는 G, 연료유/냉동기유는 O로 나타냅니다.
리벳 호칭 표기 순서: 규격번호 → 종류 → 호칭 지름 x 길이 → 재료
재료 표시 기호 (SF 490A): SF는 탄소강 단강품(Carbon Steel Forgings)을 나타내며, 490은 최저 인장 강도 (N/mm²)를 나타냅니다.
호의 길이 치수: 치수 숫자 위에 호를 나타내는 기호 (⌒ 기호 사용)를 사용하여 나타냅니다.
입체도에서 3가지 투상도: 입체도의 형상을 3차원에서 2차원으로 표현할 때, 물체의 정면을 보는 방향의 정면도, 위에서 내려다 본 평면도, 오른쪽 측면에서 본 측면도를 기본으로 사용합니다.

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