개념 한 쪽
절단 및 가공 항목은 가스절단의 예열불꽃 상태에 따른 절단 품질 변화, 가우징 방법의 원리와 용도, 가스용접 토치의 분류, 그리고 용접 피복제의 성분별 기능 등 실무에서 자주 마주치는 기초 원리를 다룬다. 각 항목은 원리와 용도를 연결하여 판단하도록 구성한다.
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출제기준 단원 「절단 및 가공」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 예열불꽃과 절단 불량 판단 | 1 | 예열불꽃 약함으로 인한 절단 품질 변화(드래그 증가)를 가려내기 |
| 뒷받침 형식과 공법 구분 | 1 | 뒷받침의 형식(금속·플럭스·가스)과 배킹 용접 같은 공법의 구분을 묻기 |
| 불꽃 유형과 재질 매칭 | 1 | 산화·중성·환원 불꽃 중 재질별 적합 불꽃을 대응시키기 |
가스절단에서예열불꽃은 모재를 연소 가능한 온도로 예열하는 역할을 한다. 예열불꽃이 약하면 금속 표면이 충분히 가열되지 않아 연소 반응이 지연되고 절단 중 드래그(절단선이 뒤로 끌리는 현상)가 증가한다는 점을 기억해야 한다.
가우징은 홈을 파거나 결함을 제거하기 위한 전처리·수정 작업의 총칭이다. 아크 에어 가우징은 탄소전극과 모재 사이에 아크를 발생시켜 고온으로 용융한 금속을 고압의 공기로 날려 제거하는 방법이며, 이 방법은 특히 용접 비드 정리나 결함 제거에 적합하다.
산소-아세틸렌 용접의 불꽃은 혼합비에 따라 중성불꽃, 환원불꽃, 산화불꽃으로 구분된다. 산화불꽃은 산소 과잉 상태로 아연 합금인 황동의 용접에서 사용되며, 산화 아연이 용융 표면에 피막을 형성해 내부 아연의 추가 산화를 막는 작용을 한다는 점을 핵심으로 둔다.
가스용접 토치는 아세틸렌의 공급 압력에 따라 저압식(인젝션식), 중압식, 고압식으로 분류되며, 절단용 토치는 용도 자체가 다른 장비로 용접용 토치 분류에는 포함되지 않는다. 이 분류는 토치의 구조와 가스 혼합 방식의 차이에 기반한다.
피복아크용접봉의 피복제 성분은 역할별로 구분된다. 탈산 정련작용을 하는 재료로는 규소철 또는 망간철과 같은 탈산제가 사용되며, 붕사·형석·석회석 등은 각각 용제, 슬래그 형성, 가스 발생 등 다른 기능을 담당한다는 점을 구분해야 한다.
예열불꽃이 약한 상태에서 절단 작업을 진행하면 절단선이 매끄럽지 않고 뒤로 끌리는 자국이 관찰되며 이는 드래그 증가로 설명할 수 있다. 따라서 예열불꽃 약함을 묻는 문항에서는 '열입력 부족 → 연소 지연 → 드래그 증가'의 인과 관계를 확인해야 한다.
아크 에어 가우징을 설명하는 문제에서는 '아크와 공기'라는 키워드가 함께 제시되면 아크 에어 가우징을 떠올려야 한다. 해당 방법은 용융 금속을 고속 공기 제트로 날려 제거하므로 결함 제거용으로 적절하다는 점을 근거로 삼아야 한다.
불꽃 종류와 재료 매칭 문제에서는 산화불꽃=황동(아연 합금)으로 기억하여 선택지를 소거한다. 연강에는 중성불꽃, 주철에는 환원불꽃을 대응시켜 오답을 배제한다.
피복제 성분 기능 문제에서는 '탈산' 키워드가 나오면 규소철·망간철과 같은 탈산제를 떠올리고, 붕사나 형석 등은 탈산제가 아니라 용제나 슬래그 형성제로 판단하여 정답을 도출한다.
가스절단의 예열불꽃이 너무 약할 때의 현상을 가장 적절하게 설명한 것은?
정답 ② · 문항은 가스절단 시 예열불꽃이 너무 약할 때 나타나는 현상을 묻고 있다. 예열불꽃이 약하면 예열 온도에 도달하지 못해 연소 반응이 지연되고 금속이 충분히 잘 녹지 않아 절단선이 뒤로 끌리는 이른바 드래그 현상이 증가한다.
예열불꽃이 약하면 열입력이 부족해 연소 속도가 느려져 드래그가 증가한다.
불활성가스 텅스텐 아크 용접에 사용되는 뒷받침의 형식이 아닌 것은?
정답 ② · GTAW(TIG) 용접 등에서 뒷면 비드를 보호하기 위해 사용되는 뒷받침(backing) 방법으로는 금형 뒷받침, 플럭스 뒷받침, 용접부 뒷면에 불활성 가스를 공급하는 가스 뒷받침 등이 있습니다. 반면, 배킹 용접은 본 용접을 하기 전에 뒷면에 용접을 미리 수행하여 용접부의 뒷면을 형성하는 용접 공법 자체를 의미하므로 뒷받침 형식(지그나 보호재)의 분류에 포함되지 않습니다.
배킹 용접은 용접 공법 자체를 지칭하므로 뒷받침 형식(지그, 보호재 등)의 분류에 포함되지 않는다.
산소-아세틸렌 가스 연소 혼합비에 따라 사용되고 있는 용접방법 중 산화불꽃(산소과잉불꽃)을 적용하는 재질은 어느 것인가?
정답 ① · 산화불꽃(산소과잉불꽃)은 산소 비율이 높아 산화력이 강한 불꽃입니다. 이는 아연 도금 강판이나 황동(동과 아연의 합금)과 같은 아연을 포함한 합금을 용접할 때, 아연의 산화 방지를 위해 환원제 역할을 하는 과잉 산소를 공급하여 산화 아연의 결합을 돕거나 표면을 청소하는 용도로 사용됩니다.
산화불꽃은 산소 과잉으로 황동과 같은 아연 합금 용접 시 아연 산화를 방지하는 데 사용됩니다.
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