용접 이음의 피로 강도는 다음의 어느 것을 넘으면 파괴되는가?
- 연신율
- 최대하중
- 응력의 최대값
- 최소하중
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문제는 용접 이음의 피로 파괴 기준이 무엇인지 묻고 있다. 피로 파괴는 반복 하중에 의한 응력의 최대값과 진폭, 평균응력 등에 의해 발생하므로 피로 강도 판단은 응력의 최대값을 기준으로 한다.
피로 파괴는 반복 하중에서 응력이 최대 허용치를 넘을 때 발생하므로, 피로 강도는 응력의 최대값을 기준으로 한다.
개념 한 쪽
용접산업기사 현미경조직시험 — 파괴시험의 분류와 특징
현미경조직시험은 용접부 일부를 떼어내어 절단·연마·부식한 뒤 현미경으로 미세 조직을 관찰하는 시험으로, 시편의 형태를 영구적으로 변경하거나 제거하므로 파괴시험으로 분류한다. 파괴시험과 비파괴시험의 기본 차이는 '시편을 망가뜨리는지 여부'에 있으므로, 시험법을 분류할 때 이 기준을 우선 적용한다. 파괴시험 내부에는 야금학적 시험과 물성시험 같은 세부 유형이 있으며, 각 유형은 목적과 절차에서 차이를 보인다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「현미경조직시험」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 파괴/비파괴 분류 판단 | 1 | 시편을 절단하는지로 시험법을 파괴 또는 비파괴로 구분하는 능력 평가 |
| 충격시험 식별 | 1 | 노치와 충격하중의 조합으로 충격시험을 가려내는 능력 평가 |
| 조직 vs 물성 구별 | 1 | 조직 관찰 시험과 기계적 성질 측정 시험을 서로 구별하는 능력 평가 |
뜻
현미경조직시험은 시편을 절단·연마·부식하여 금속의 미세 조직을 직접 관찰하는 시험이다. 이 과정에서 시험편은 원래 상태를 유지하지 못하므로 파괴시험 범주에 속한다고 본다. 절단·연마·부식이라는 절차적 특징이 파괴시험으로 분류되는 핵심 근거이다.
파괴시험과 비파괴시험의 구분 기준은 재료나 용접부를 손상시키는가 여부이다. 와류시험, 방사선 투과시험, 형광침투시험, 초음파탐상시험 등은 결함을 찾되 시편을 훼손하지 않으므로 비파괴시험(NDT)에 속한다. 반대로 조직 관찰을 위해 시편을 떼어내는 시험들은 파괴시험으로 본다.
파괴시험 안에는 야금학적 시험과 물성시험이 있다. 야금학적 시험은 파면시험, 매크로시험, 현미경조직시험처럼 조직을 관찰하는 방법을 말한다. 물성시험은 인장·경도·충격·피로시험처럼 기계적 성질을 수치로 측정하는 방법을 의미한다. 따라서 같은 파괴시험이라도 '조직 관찰'과 '성질 측정'으로 목적이 달라진다.
현미경조직시험은 충격시험이나 인장시험처럼 하중을 가해 기계적 특성을 직접 측정하는 방식과 구별된다. 시험 목적이 조직의 형태·상 분포·결정립 크기 등 미세 구조의 확인이라면 현미경조직시험으로 접근한다. 반대로 재료의 인성이나 강도 등 성능 지표를 얻고자 하면 물성시험을 선택한다.
파괴시험의 문제 유형은 주로 '시편을 절단하는가'라는 키워드로 단번에 분류할 수 있다. 시험법 이름과 절차의 핵심 키워드를 연결하여 암기하면 시험장에서 빠르게 답을 찾을 수 있다.
예제
현미경조직시험 문제는 다음과 같이 분류 원리를 적용하여 해결한다. 보기들 가운데 시편을 잘라내어 관찰하는 절차를 포함하는 항목이 있으면 파괴시험으로 분류한다. 예컨대 '시편을 절단·연마·부식하여 현미경으로 관찰한다'는 기술이 있으면 정답은 현미경조직시험이 된다.
충격시험과의 구별 예시는 '노치(notch)를 만들고 해머로 충격하여 파단시키는지' 여부로 판별한다. 노치를 만들고 충격 하중으로 파단시키는 절차가 나오면 충격시험이다. 반면 시편을 절단하여 조직을 관찰하는 절차가 나오면 현미경조직시험이다.
기계적 성질 평가와의 구별에서는 '하중을 가해 인장·굽힘·피로 등을 측정하는가'를 확인한다. 하중을 가해 수치(강도, 연신율 등)를 얻는다면 물성시험 범주로 본다. 현미경조직시험은 하중을 가하는 절차가 아니라 미세 구조 관찰이 주 목적이라는 점을 기억한다.
대표 기출 3문항
V형 맞대기 용접(완전한 용입)에서 판 두께가 10mm 용접선의 유효길이가 200mm일 때, 여기에 50Kgf/mm²의 인장(압축)응력이 발생한다면 용접선에 직각방향으로 몇 Kgf의 인장(압축)하중이 작용하겠는가?
- 2000Kgf
- 5000Kgf
- 10000Kgf
- 15000Kgf
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문제는 V형 맞대기 용접의 유효 단면에 대해 주어진 응력으로부터 용접선에 수직한 하중을 구하는 계산 문제이다. 기본식은 하중 P = 응력 σ × 단면적 A이며 여기서 A는 길이(200mm)×두께(10mm)이다.
인장하중은 응력(힘/면적)에 단면적(길이×두께)을 곱하여 구할 수 있습니다.
용접부의 시험법에서 시험편에 V형 또는 U형 등의 노치(notch)를 만들고, 하중을 주어 파단시키는 시험방법은?
- 경도 시험
- 인장 시험
- 굽힘 시험
- 충격 시험
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문항은 시험편에 V형 또는 U형 노치를 만들고 충격을 가해 파단시키는 시험법을 묻고 있다. 노치를 통한 충격파단으로 재료의 인성, 즉 충격 흡수 에너지를 평가하는 시험은 충격 시험(예: 샤르피, 아이조드 시험)이다.
노치를 만들어 충격 하중을 가해 파단시키는 시험은 충격 시험입니다.
자주 묻는 물음
- 현미경조직시험은 파괴시험인가요?
- 현미경조직시험은 시편을 절단·연마·부식하여 미세 조직을 관찰하므로 시편이 영구 변경되어 파괴시험에 해당한다고 판단한다.
- 파괴시험과 비파괴시험을 빠르게 구분하는 방법은 무엇인가요?
- 시험법이 시편을 손상시키거나 잘라내는 절차를 포함하면 파괴시험으로, 결함을 찾아도 시편을 훼손하지 않으면 비파괴시험으로 분류한다는 기준을 먼저 적용하면 된다.
- 파괴시험 내부에서 야금학적 시험과 물성시험은 어떻게 다른가요?
- 야금학적 시험은 파면·매크로·현미경처럼 조직을 관찰하는 것이고, 물성시험은 인장·경도·충격·피로처럼 기계적 성질을 수치로 측정하는 시험으로 구분한다.
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