개념 한 쪽
용접시공에서는 열에 의한 변형과 잔류응력을 제어하는 방법, 예열과 후처리의 목적, 그리고 조립·가용접 절차를 이해하는 것이 중요한다. 이 개념은 변형 경감 기법(도열법, 점수축법 등), 예열의 목적과 적용 원리, 피닝과 같은 후처리의 역할을 다룬다. 또한 용접 순서 결정 원칙과 가용접의 목적을 숙지해야 시공 중 형상 관리에 유리하다.
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출제기준 단원 「용접시공, 경비 및 용착량 계산」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 도열법 원리 판별 | 1 | 열을 빼내는 수단을 들어 도열법을 식별하는 능력 |
| 변형 교정 방법 선택 | 1 | 박판의 국부 변형을 열로 교정하는 점 수축법을 가려내는 능력 |
| 피닝의 목적 판단 | 1 | 피닝이 용접 후 잔류응력 완화용 타격법임을 구별하는 능력 |
도열법은 용접부의 열을 주변으로 빠르게 전달하여 국부적인 고온 상승을 억제하는 방법이다. 구리판이나 습윤 석면 같은 열전도율이 높은 재료를 용접부 근처에 배치하여 열을 흡수·분산시키면 용접부의 최고 온도를 낮출 수 있고, 그 결과 냉각 시 발생하는 수축 변형을 줄일 수 있다.
예열은 용접 전에 모재와 용접부 주변을 미리 가열하여 냉각 속도를 늦추는 작업이다. 냉각 속도를 늦추면 열영향부와 용착금속의 급격한 경화가 억제되고 수소 제거 시간 확보로 균열 위험을 줄이며, 온도 분포가 완만해져 열응력과 변형이 감소한다. 특히 탄소 함량이 높은 강재는 냉각 시 경화 경향이 크므로 예열이 더 필요하다는 원리를 숙지한다.
피닝(peening)은 용접 후 표면을 구면 해머 등으로 타격하여 국부적인 소성변형을 유발함으로써 잔류 인장응력을 완화하거나 압축응력으로 치환하는 후처리 방법이다. 이로써 용착부의 균열 발생 위험을 낮추고 용접 변형을 제어하는 효과를 얻는다.
변형 교정에서 열응력을 이용하는 방법으로는 점 수축법이 있다. 박판 등에서 특정 부위를 가열하여 국부 수축을 유도하면 변형을 바로잡을 수 있다. 이와 구별되는 방법으로는 타격(피닝), 압연(롤러) 등의 기계적 교정 기법과 재용접에 의한 재작업이 존재한다.
가용접은 본 용접 전에 부품을 잠정적으로 고정하는 짧은 용접으로, 조립 상태를 유지하고 변형 발생을 억제하는 목적을 가진다. 용접 순서 결정 시에는 수축이 큰 이음을 먼저 용접하여 변형을 먼저 흡수하고, 수축이 작은 이음을 나중에 하여 최종 형상을 맞추는 원칙을 적용한다.
문제 유형: 도열법과 관련된 선택지에서 구리판이나 물에 적신 석면을 용접부에 대는 설명을 골라야 한다. 도열법의 핵심은 열을 빠르게 빼는 것이므로 '열을 빼는 물질 사용'이 정답 근거가 된다.
문제 유형: 예열의 목적을 묻는 문항에서는 '냉각 속도를 늦추어 경화와 균열을 방지하고 수축응력을 줄이는 것'이 맞는 설명이다. 탄소 함량이 높은 강재에는 예열이 더욱 필요하다는 점을 근거로 오답 선지를 배제한다.
용접부에 대한 변형의 경감 및 교정에서, 도열법(導熱法)의 설명은?
정답 ② · 도열법의 개념을 묻는 문제로, 도열법은 용접 시 열을 빠르게 빼내기 위해 구리판을 덮거나 뒷면에 물기를 가진 석면 등을 두어 모재에 열입력을 줄이는 방법이다. 예굽힘법은 용접 전에 반대 방향으로 굽혀 놓는 방법, 지그 고정법은 가접이나 지그로 변형을 억제하는 방법, 타격법은 해머로 두드리는 방법이다.
도열법은 열을 빠르게 빼내어 열입력을 조절하므로, 구리판이나 습윤 석면으로 열을 흡수하는 방법이 해당된다.
용접 작업시 발생한 변형을 교정할 때 가열하여 열응력을 이용하고 소성변형을 일으키는 방법은?
정답 ① · 문제는 용접 시 발생한 변형을 교정할 때 가열하여 열응력을 이용해 소성변형을 일으키는 방법을 묻고 있다. 박판에 적용되는 점 수축법은 특정 지점을 국부적으로 가열했다가 급냉시켜 수축을 유도함으로써 변형을 교정하는 방법으로 열응력과 소성변형을 이용한다.
열수축을 이용한 변형 교정법 중 박판에 적용되는 방법은 가열하여 점 수축을 일으키는 점 수축법이다.
용접 준비에서 조립 및 가용접에 관한 설명으로 옳은 것은?
정답 ② · 문항은 용접 준비에서 조립 및 가용접에 관한 옳은 설명을 찾는 문제이다. 가용접은 본 용접 전에 부품을 임시로 고정하여 변형을 방지하기 위한 짧은 임시 용접을 의미하므로 이 설명이 옳다.
가용접은 본 용접 전 조립된 부품을 잠정적으로 고정하여 변형을 방지하는 짧은 용접이다.
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