개념 한 쪽
용접 작업에서는 전극 팁 크기, 전기저항 용접의 열량 공식, 그리고 가스의 안전한 사용 압력과 연소온도 같은 기본 상수를 이해하는 것이 중요하다. 각 항목은 용접 품질과 안전에 직접적인 영향을 미치므로 원리와 숫자를 정확히 인지해야 한다.
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출제기준 단원 「용접 자세별 용접기술」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 가스 연소온도 암기 | 1 | 아세틸렌-산소 혼합의 연소온도를 묻기 |
| 가스 안전 압력 판단 | 1 | 용해 아세틸렌의 안전 사용 압력 범위를 가리기 |
| 전기저항 용접 열량 계산 | 1 | 줄의 법칙에 따른 전기저항 용접의 열량 식을 고르기 |
스폿용접에서 전극 팁 직경은 판재의 두께에 비례하여 결정된다는 원리가 존재한다. 판이 두꺼우면 열 확산을 넓게 하고 전류 밀도를 적절히 분배하기 위해 팁 직경을 크게 하며, 얇은 판에는 작은 팁을 사용해야 한다. 전류·용접 시간·암의 형상은 용접 조건을 좌우하지만 팁 직경을 결정하는 주요 인자는 판 두께라는 점을 기억해야 한다.
전기저항 용접에서 발생하는 열량은 줄의 법칙을 따른다. 핵심 식은 전류의 제곱에 비례하는 형태로 나타나며, 칼로리 단위로 표기할 때는 상수 0.24가 곱해진다. 따라서 H = 0.24 × I² × R × t의 형태로 열량을 표현한다는 점을 숙지해야 한다.
아세틸렌 가스는 압력이 높아지면 불안정해져 폭발 위험이 커지므로 용해 아세틸렌은 안전상 약 1.3기압 이하에서 사용해야 한다. 또한 아세틸렌과 산소를 1:1로 혼합하여 연소시킬 때의 온도는 약 3200℃로, 공기 중 연소 온도보다 훨씬 높아 용접 및 절단에 적합한 고온을 형성한다.
가스 절단의 원리는 금속을 녹여 제거하는 것이 아니라 모재를 산화시켜 연소 제거하는 것이라는 점을 분명히 해야 한다. 절단이 원활하려면 모재의 산화 연소 온도가 용융점보다 낮아야 하며, 산화물의 용융점과 유동성이 절단 품질에 영향을 미친다.
스폿용접 문제에서는 '판이 두꺼우면 팁을 크게'라는 비례 관계를 확인하는 식으로 접근한다. 주어진 보기 중 판 두께와 팁 직경의 비례 관계를 묻는 문항이 출제되면 판 두께를 기준으로 적절한 팁 크기를 선택한다.
전기저항 용접의 열량 공식을 묻는 문제는 H = 0.24I²Rt를 그대로 적용한다. 예를 들어 전류 I와 저항 R, 시간 t가 주어지면 먼저 I를 제곱하고 나머지 변수와 곱한 뒤 0.24를 곱하여 칼로리 단위의 열량을 구한다.
아세틸렌 관련 안전 문제는 가스의 물리적 특성인 '압력이 높으면 불안정해진다'를 떠올려 가장 낮은 안전 압력 수치인 약 1.3기압을 선택한다. 가스 연소 온도를 묻는 문제는 아세틸렌-산소 1:1 혼합의 약 3200℃를 기억하여 정답을 고른다.
아세틸렌과 산소를 1:1로 혼합 공급하여 연소시킬때의 온도는?
정답 ③ · 문항은 아세틸렌과 산소를 1:1로 혼합 연소할 때의 최고 연소 온도를 묻고 있다. 아세틸렌-산소의 화학량론적 연소에서는 최고화염온도가 약 3200℃ 수준으로 알려져 있어 선택지 중 약 3200℃가 맞다.
아세틸렌과 산소의 1:1 혼합 연소 온도는 약 3200℃로, 공기 중 연소(약 2500℃)보다 훨씬 높은 고온을 형성한다.
산소, 아세틸렌가스를 이용하여 패널을 절단하려고 한다. 이때 절단 작업이 잘 이우러지기 위한 사항 중 옳은 것은?
정답 ① · 금속의 가스 절단은 고온으로 예열된 금속이 절단 산소 분류에 의해 산화(연소)되어 제거되는 원리입니다. 이를 위해서는 모재의 산화 연소 온도가 용융점보다 낮아야 절단이 용이합니다.
가스 절단은 금속이 용융되기 전에 산소와 반응하여 연소 제거되므로, 연소 온도가 용융점보다 낮아야 합니다.
스폿(spot)용접에서 전극부의 팁 직경은 무엇에 따라 결정되는가?
정답 ③ · 문항은 스폿용접에서 전극 팁 직경을 결정하는 주된 요인을 묻고 있다. 스폿용접 팁 직경은 전류 밀도와 열 확산을 제어하기 위해 접촉 면적과 관련된 판재 두께에 따라 결정되는 것이 기본 원리이다.
스폿 용접 전극 팁 직경은 용접할 판재의 두께에 비례하여 결정됩니다.
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