용접기사 & 산업기사 문제 해설

제 1 편 용접 야금

제 1 장 용접 야금 기초

1. 금속의 결정 구조와 내부 결함 17
1－1 금속의 결정 구조 17
1－2 내부 결함 19

2. 금속의 상변화와 평형 상태도 20
2－1 2성분계 상태도 21
2－2 고용체 21
2－3 금속 조직 22

3. 금속의 강화 기구 23
3－1 합금 원소의 고용에 의한 강화 23
3－2 가공에 의한 강화 24
3－3 열처리에 의한 강화 25
3－4 조합 강화 26

⊙예상문제 27

제 2 장 액상 및 응고 야금

1. 아크 용접의 용융 과정에서의 화학야금 반응 33
2. 아크 용접에서의 슬래그 금속 반응 33
3. 용접 금속 중의 가스 성분 35
4. 용접 금속의 응고 과정과 조직 41
5. 용접 금속의 결함 45
6. 취 화 47
⊙예상문제 50

제 3 장 고상 야금

1. 항온 변태도, 연속 냉각 변태도의 활용 54
2. 용접 열영향 55
2－1 용접에 의한 온도 변화 56
2－2 열영향부의 조직 57
2－3 열영향부의 기계적 성질 58

3. 열영향부에 생기는 결함 59
4. 금속 조직과 그 특징 61
4－1 평형 상태도 상의 조직 61
4－2 열처리에 의한 조직 63

5. 예열 및 후열 63
6. 용접성 67
⊙예상문제 68

제 2 편 용접 구조 설계

제 1 장 용접 구조물의 특징

1. 용접 구조의 장*단점 79
⊙예상문제 80

제 2 장 용접 이음부의 강도

1. 용접 기호 및 용접 이음 82
1－1 용접 기호 82
1－2 용접 이음 89

2. 용접 이음부의 강도 설계 96
2－1 용접 이음의 정적 강도 96
2－2 용접 이음부의 강도 계산 101
⊙예상문제 107

제 3 장 용접 열유등 및 변형

1. 용접에 의한 온도 분포 129
1－1 이음 모양과 열의 특성 129
1－2 용접 열사이클 130
1－3 냉각 속도 130
1－4 용접 방법 131
1－5 용접 입열과 예열 온도 131
1－6 모재의 온도 확산율 132
1－7 판의 두께와 이음 형상 132
1－8 용접부의 천이 온도 분포 133

2. 용접 잔류 응력 134
2－1 잔류 응력의 발생 기구 134
2－2 잔류 응력의 영향 136
2－3 잔류 응력의 측정법 138
2－4 잔류 응력의 경감과 완화 139

3. 용접 변형 및 그 방지 대책 144
3－1 용접 변형 144
3－2 가로 방향 수축 145
3－3 세로 방향 수축 148
3－4 회전 변형 148
3－5 굽힘 변형 148
3－6 좌굴 변형 150
3－7 비틀림 변형 150
3－8 구조물에서의 변형 150
3－9 용접 변형의 방지 대책 151
3－10 용착법과 용접 순서의 결정 152
⊙예상문제 154

제 4 장 용접 시공

1. 용접 시공 계획, 준비 및 작업 170
1－1 용접 시공 계획 170
1－2 용접 준비 및 작업 174

2. 용접 결함과 그 방지 대책 178
3. 용접 균열과 방지 대책 184
3－1 용접 균열의 종류 184
3－2 용접 금속의 편석 188

4. 용접 지그 188
4－1 용접 지그 188
4－2 용접용 포지셔너 190
4－3 터닝 롤러 190
4－4 용접 머니퓰레이터 191

5. 용접 경비 및 용착량 계산 191
5－1 용접 경비 191
5－2 용착량 계산 195

⊙예상문제 197

제 5 장 용접시험 및 검사

1. 비파괴 검사 217
1－1 외관 검사;VT 217
1－2 누수 검사;LT 217
1－3 침투 검사;PT 217
1－4 초음파 검사;UT 218
1－5 방사선 투과 검사;RT 221
1－6 선 투과 검사 224
1－7 자기 검사;MT 225
1－8 자분 검사 226
1－9 와류 검사;ET 226
1－10 음향 검사;AET 226

2. 용접부 비파괴 시험 기호 226
2－1 기 호 227
2－2 기재 방법 227
2－3 기재의 구체 보기 229

3. 파괴 검사 230
3－1 용접성 시험 230
3－2 용접부의 야금학적 시험 235
3－3 용접부의 화학적 시험 235
3－4 용접부의 기계적 시험 236
⊙예상문제 240

제 3 편 용접일반 및 안전관리

제 1 장 피복 전기 용접 및 가스 용접

1. 피복 아크 용접의 원리 및 용도 251
1－1 원 리 251
1－2 용접 회로 251
1－3 아크의 성질 252
1－4 피복 아크 용접봉 253

2. 피복 아크 용접용 설비 및 기구 257
2－1 용접 기기 257
2－2 직류 용접기와 교류 용접기의 비교 258
2－3 각종 교류 아크 용접기 258
2－4 교류 아크 용접기의 규격 259
2－5 직류 아크 용접기 259
2－6 용접기의 사용률 260
2－7 교류 용접기의 역률과 효율 260
2－8 용접기에 필요한 전원 특성 260
2－9 피복 아크 용접용 기구 262
2－10 용접봉 건조로 264

3. 아크 용접봉 264
3－1 아크 용접봉의 기초 264
3－2 용접 조건 266
3－3 용접 작업 268

4. 가스 용접의 원리 및 용도 271
4－1 원 리 271
4－2 장점과 단점 271
4－3 연료 가스 271
4－4 산 소 273
4－5 용접 재료 273

5. 가스 용접용 설비 및 기구 275
5－1 산소 용기 275
5－2 용해 아세틸렌 용기 276
5－3 매니폴드 277
5－4 토 치 277
5－5 보호구 및 공구 278

6. 가스 용접법 278
6－1 산소 아세틸렌 불꽃 278
6－2 역류, 인화 및 역화 280
6－3 전진법과 후진법 281

7. 가스 절단 장치 및 절단법 281
7－1 가스 절단의 기초 282
7－2 가스 절단 방법 283
7－3 산소－LP 가스 절단 284
7－4 특수 가스 절단 및 가스 가공 285

8. 아크 절단 286
⊙예상문제 289

제 2 장 기타 용접 및 용접의 자동화

1. 서브머지드 아크 용접 311
1－1 용접의 기초 311
1－2 용접 장치 및 재료 312
1－3 용접 기법 316

2. 불활성 가스 텅스텐 아크 용접 317
2－1 용접의 기초 317
2－2 용접 장치 및 재료 318

3. 불활성 가스 금속 아크 용접 323
3－1 용접의 기초 323
3－2 용접 장치 및 재료 324
3－3 용접 기법 326

4. 플럭스 코어드 아크 용접 329
4－1 용접의 기초 329
4－2 용접봉 330

5. 플라스마 아크 용접 331
5－1 용접의 기초 331

6. 전자빔 용접 333
6－1 용접의 기초 333

7. 일렉트로 슬래그 용접 334
7－1 용접의 기초 334

8. 일렉트로 가스 용접 335
8－1 용접의 기초 335

9. 테르밋 용접 336
9－1 용접의 기초 336

10. 원자 수소 용접 336
10－1 용접의 기초 336

11. 저항 용접 337
11－1 용접의 기초 337
11－2 각 용접의 특징 339

12. 경납땜 342
13. 연납땜 344
14. 스터드 아크 용접 346
15. 고상 용접 346
16. 용접의 기계화 및 자동화 348
16－1 용접 방법의 선택 348
16－2 자동 용접에 필요한 기구 349
⊙예상문제 350

제 3 장 안전 관리

1. 아크 용접, 가스 용접 및 기타 용접의 안전 수칙 361
1－1 아크 용접의 안전 361
1－2 가스 용접 및 절단의 안전 363
1－3 한정된 공간에서의 용접 작업 365

2. 전기의 위험성과 그 대책 365
2－1 전기적 쇼크 365
2－2 용접 작업 중 주의 사항 366
⊙예상문제 367

제 4 편 재료역학

제 1 장 응력과 변형률

1. 하중과 응력 373
1－1 하중 373
1－2 응 력 374

2. 변형률과 탄성계수 375
2－1 변형률 375
2－2 훅의 법칙과 탄성계수 376
2－3 응력－변형률 선도 377
2－4 푸아송의 비 377

3. 안전율과 응력집중 378
3－1 안전율 378
3－2 응력집중 378

⊙예상문제 379

제 2 장 재료의 정역학

1. 자중에 의한 응력과 변형률 388
1－1 균일 단면의 봉 388
1－2 균일 강도의 봉 388

2. 열응력 389
3. 탄성 에너지 390
3－1 수직응력에 의한 탄성 에너지 390
3－2 전단응력에 의한 탄성 에너지 391

4. 충격응력 391
5. 압력을 받는 원통 392
5－1 내압을 받는 얇은 원통 392
5－2 얇은 살두께의 구 393
⊙예상문제 394

제 3 장 조합응력

1. 경사단면에 발생하는 응력 401
2. 평면응력 402
2－1 직각 방향의 수직응력 402
2－2 직각 방향의 수직응력과 전단응력의 합성 404

3. 모어의 응력원 405
3－1 단순응력에 대한 모어원 405
3－2 직각 방향의 2축응력에 대한 모어원 406
3－3 직각 방향의 응력과 전단응력에 대한 모어원 407
⊙예상문제 408

제 4 장 평면도형의 성

1. 단면 1차 모멘트와 도심 418

2. 단면 2차 모멘트와 극관성 모멘트 420
2－1 단면 2차 모멘트 420
2－2 극관성 모멘트 420

3. 단면계수와 회전 반지름 421
3－1 단면계수 421
3－2 회전 반지름 421

4. 평행축의 정리 423
5. 상승 모멘트와 주축 423
⊙예상문제 425

제 5 장 축의 비틀림

1. 도형축의 비틀림 437
2. 동력축 438
3. 비틀림 탄성 에너지 439
4. 코일 스프링 439
⊙예상문제 441

제 6 장 보의 전단과 굽힘

1. 보의 종류 450
1－1 정정보 450
1－2 부정정보 450

2. 평형 조건과 부호의 규약 451
2－1 평형 조건 451
2－2 부호의 규약 451

3. 전단력 선도와 굽힘 모멘트 선도 452
3－1 단순보 452
3－2 외팔보 455
3－3 돌출보 456
⊙예상문제 459

제 7 장 보의 응력

1. 보의 굽힘응력 478
2. 보의 전단응력 480
2－1 직사각형 단면 480
2－2 원형 단면 481

3. 굽힘과 비틀림에 의한 조합응력 481
⊙예상문제 483

제 8 장 보의 처짐

1. 처짐량 구하는 방법과 부호 규약 494
1－1 처짐량을 구하는 방법 494
1－2 부호 규약 494

2. 처짐곡선의 미분 방정식 494
2－1 외팔보의 처짐 495
2－2 단순보의 처짐 496
⊙예상문제 497

제 9 장 부정정보

1. 일단고정 타단지지보 505
1－1 집중하중을 받는 경우 505
1－2 등분포하중을 받는 경우 506

2. 양단고정보 506
2－1 집중하중을 받는 경우 506
2－2 등분포하중을 받는 경우 507
3. 연속보 508
4. 3모멘트의 정리 508
⊙예상문제 510

제 10 장 특수단면의 보

1. 균일강도의 보 514
1－1 집중하중을 받는 외팔보 514
1－2 등분포하중을 받는 외팔보 515
1－3 직사각형 단면의 단순보 516
2. 겹판 스프링 517
⊙예상문제 519

제 11 장 기 둥

1. 좌 굴 522
1－1 세장비 522
1－2 오일러의 공식 522
⊙예상문제 524

제 5 편 기계제직법

제 1 장 목형과 주조

1. 목 형 531
1－1 목형용 목재 531
1－2 목형의 종류 532
1－3 목형제작용 재료 및 설비 533
1－4 목형제작 534
⊙예상문제 535

2. 주물사의 주형 제작 539
2－1 주물사 539
2－2 주형제작 540
⊙예상문제 544

3. 용해와 주입 549
3－1 용해로 549
3－2 주 입 550
3－3 특수 주조법 550
⊙예상문제 551

제 2 장 판금,제관 및 소성가공

1. 판금*제관 가공 554
1－1 판금가공의 개요 554
1－2 판금 공구와 기계 554
1－3 판금가공 작업 556
1－4 제관가공 559
⊙예상문제 560

2. 소성가공 566
2－1 소성가공의 개요 566
2－2 소성가공의 종류 567
⊙예상문제 569

제 3 장 절삭가공법

1. 절삭 이론 578
1－1 절삭가공 방법의 종류 578
1－2 공작기계의 종류 579
1－3 절삭속도 580
1－4 절삭 공구와 공구재료 580
1－5 절삭 칩의 생성과 구성 인선 581
1－6 절삭저항의 3분력 582
1－7 절삭유와 윤활제 582
⊙예상문제 584

2. 선반작업 588
2－1 선반의 종류와 가공분야 588
2－2 선반의 크기 589
2－3 선반의 구조 및 부속장치 589
2－4 바이트 591
2－5 가공물 고정법 592
2－6 선반의 절삭작업 593
2－7 나사 절삭 595
⊙예상문제 597

3. 밀링 작업 610
3－1 밀링 머신의 종류 및 가공분야 610
3－2 밀링 머신의 구조 및 장치 611
3－3 밀링 커터 612
3－4 밀링 절삭조건과 절삭제 614
3－5 특수밀링 가공법 616
⊙예상문제 620

4. 연삭 작업 631
4－1 연삭 작업의 특징 631
4－2 연삭기의 종류 631
4－3 연삭작업의 가공분야 634
4－4 연삭숫돌 634
4－5 연삭작업의 일반적인 사항 636
4－6 연삭작업시의 결함 638
⊙예상문제 639

5. 드릴 및 보링 작업 650
5－1 드릴링 작업 650
5－2 보링 머신 652
⊙예상문제 654

6. 셰이퍼*플레이너*슬로터 662
6－1 셰이퍼 662
6－2 플레이너 663
6－3 슬로터 664
⊙예상문제 665

제 4 장 열처리 및 금속표면처리

1. 열처리 669
1－1 일반 열처리 669
1－2 항온 열처리 672
⊙예상문제 673

2. 금속표면처리 677
2－1 금속표면처리의 종류 677
2－2 전기 도금 677
2－3 화학 도금 678
2－4 용융 도금 678
2－5 양극 산화법 678
2－6 증기 증착법 678
2－7 금속 침투법 679
2－8 금속 용사법 679
2－9 금속 착색 679
2－10 표면 경화법 680
⊙예상문제 681

제 5 장 특수가공 및 정밀입자가공

1. 특수가공 685
2. 정밀입자가공 686
⊙예상문제 687

제 6 장 지그, 측정 및 수기가공

1. 지 그 691
1－1 지그의 종류 691
1－2 지그의 설계 692
1－3 지그 부싱 692
1－4 클램프 694
⊙예상문제 687

2. 측 정 697
2－1 측정의 기초 697
2－2 길이 측정 698
2－3 각도 측정 703
2－4 평면측정 704
2－5 테이퍼 측정 705
2－6 표면거칠기 측정 706
⊙예상문제 707

3. 수기가공 717
3－1 손다듬질 작업 717
3－2 나사내기 작업 719
⊙예상문제 721

제 7 장 CNC 공작법

1. NC의 원리 726
1－1 NC의 개요 726
1－2 NC테이프의 규격 728
⊙예상문제 730

2. NC프로그래밍 735
2－1 개 요 735
2－2 지령절 736
⊙예상문제 739

제 6 편 용접 설비 제도

제 1 장 제도의 개요

1. 제도 통칙 및 제도 용구 746
1－1 제도 통칙 746
1－2 도면의 종류와 크기 747
1－3 제도기의 종류 750
⊙예상문제 752

2. 선과 문자 755
2－1 선 755
2－2 문 자 757
⊙예상문제 758

제 2 장 투상도 및 단면도법

1. 투상법 761
1－1 투상법의 종류 761
1－2 투상각 762
1－3 투상도 그리기 764

2. 단면도법 768
2－1 단면 표시와 종류 768
2－2 생략 도면과 특수 모양의 도시법 772
⊙예상문제 774

제 3 장 치수 기입과 기계 재료의 표시

1. 치수 기입법 781
1－1 치수 기입의 원칙 781
1－2 치수 수치의 표시 방법 781
1－3 치수 기입 방법 782
1－4 여러 가지 치수의 기입 785
1－5 치수의 배치 790
1－6 치수 기입상의 유의점 792
⊙예상문제 794

2. 재료 표시법 797
2－1 재료 기호 및 표시 방법 797
2－2 재료 기호의 적용 예 799
⊙예상문제 799

제 4 장 스케치도와 제작도 작성

1.스케치의 개요 802
1－1 스케치의 원칙과 용구 802
1－2 스케치 방법과 적성 순서 803
⊙예상문제 804

2. 제작도 806
2－1 제작도, 표제란 및 부품란 806
2－2 원도, 트레이스, 복사도 807
2－3 도면의 관리 808
⊙예상문제 809

제 5 장 CAD 기초

1. 컴퓨터의 구성 810
1－1 컴퓨터의 개요 810
1－2 마이크로 CAD 시스템 812
1－3 CAD 하드웨어 815
1－4 소프트웨어 816
1－5 데이터 저장장치 817
⊙예상문제 818

2. CAD 시스템의 입*출력장치 822
2－1 CAD 시스템의 입력장치 822
2－2 CAD 시스템의 출력장치 823
⊙예상문제 829

3. CAD 시스템에 의한 도형처리 834
3－1 CAD 시스템의 좌표계 834
3－2 도형의 작성 835
3－3 도형의 편집 836
3－4 형상 모델링 837
⊙예상문제 838

제 6 장 용접 제도

1. 판금*제관 도면의 해독 842
1－1 기본도법 842
1－2 정투상 844
1－3 전개법 845
1－4 두꺼운 판의 판뜨기 작업 849

2. 철골 구조물 기호 및 도면의 해독 851
2－1 구조물의 개요 851
2－2 철골 구조물 제도법 851
2－3 강재의 단면 형상과 명칭*규격표시 방법 852

3. 용접기호 기재방법 854
⊙예상문제 868


부록 과년도 출제 문제

(1) 2001년도 출제 문제 873
(2) 2002년도 출제 문제 893
(3) 2003년도 출제 문제 920
(4) 2004년도 출제 문제 957
(5) 2005년도 출제 문제 990
(6) 2006년도 출제 문제 1027
(7) 2007년도 출제 문제 1055