제 1 편 용접 야금

제 1 장 용접야금 기초
1-1 금속재료 ................................................................................................... 12
금속재료의 성질 ............................................................................. 12
금속재료의 특성 ............................................................................. 17
금속의 결정구조 및 조직 ............................................................................. 18
금속의 변태 ............................................................................. 23
합금 .............................................................................. 25
금속의 소성가공 ............................................................................. 30
강괴 .................................................................................................... 32

제 2 장 평형상태도
2-1 순철 ................................................................................................................. 33
순철의 성질 ................................................................................................... 33
순철의 변태 ....................................................................................................... 33

제 3 장 금속조직의 종류
3-1 탄소강 ............................................................................................................ 37
탄소강의 표준조직 ............................................................................................... 37
탄소강의 성질 .................................................................................................... 39
탄소강의 종류와 용도 ...................................................................................... 39
강의 취성 ................................................................................................... 42
강재의 KS 기호 ................................................................................................ 42
3-2 특수강 .............................................................................................................. 44
개요 ................................................................................................................... 44
3-3 공구용 합금강 .............................................................................................. 45
공구재료의 구비 조건 ........................................................................................... 45
합금 공구강 ................................................................................................... 45
고속도강 ........................................................................................................... 45
3-4 특수용도 특수강 ......................................................................................... 47
스테인리스강 ..................................................................................................... 47
내열강 .......................................................................................................... 48
3-5 자기 재료 및 기타 특수강 ................................................................................ 50
영구 자석강 ........................................................................................................ 50
규소강 ................................................................................................................ 50
비자성강 ............................................................................................................. 50
고니켈강 ............................................................................................................. 50

제 4 장 주철과 특수 주철
4-1 주철 ........................................................................................................... 52
주철의 장단점 ..................................................................................................... 52
주철의 종류 ......................................................................................... 52
주철의 조직 ............................................................................................. 53
4-2 특수 주철 ............................................................................................ 54
합금 주철 ............................................................................................ 54
고합금 주철 .................................................................................................... 54
구상흑연주철 ................................................................................................ 54
칠드 주철 ...................................................................................................... 55
가단주철 ...................................................................................................... 56

제 5 장 비철금속 재료
5-1 구리와 구리합금 ...................................................................................... 58
구리의 성질 .................................................................................................. 58
5-2 황동 ........................................................................................................... 59
황동의 성질 ............................................................................................ 59
황동의 종류 ......................................................................................... 60
5-3 알루미늄과 그 합금 ........................................................................................ 61
알루미늄의 성질 ........................................................................................... 61
알루미늄 합금 .......................................................................................... 61
5-4 니켈과 그 합금 및 타이타늄 ............................................................................. 62
니켈의 성질 ........................................................................................ 62
니켈의 용도 ...................................................................................... 63
니켈 합금 .................................................................................................63

제 6 장 용접부의 야금학적 특징
6-1 용접야금 ..................................................................................................... 66
가스 용해 ........................................................................................... 66
탈산, 탈황, 탈인반응 ............................................................................................ 71
고온균열의 발생원인과 방지 ................................................................................. 74
용접금속의 응고조직 .................................................................................. 78
저온균열의 발생원인과 방지 .................................................................................. 81
철강 및 비철재료의 열처리 ................................................................................. 89
용접부의 열영향 및 기계적 성질 ........................................................................ 102

제 7 장 용접재료의 종류 및 전후처리
7-1 용접재료의 종류 ............................................................................................ 108
탄소강의 용접 ................................................................................................. 108
주철의 용접 ................................................................................................ 110
스테인리스강의 용접 ................................................................................ 114
구리와 구리합금의 용접 .................................................................................... 116
7-2 용가재의 선택사항과 성분 및 기능 ......................................................... 116
7-3 용접재료의 관리 ................................................................................ 117
용접재료 관리자가 갖추어야 할 지식 ................................................................. 117
7-4 용접 전후처리 ................................................................................................ 118
예열 ............................................................................................ 118
후열처리 ............................................................................................ 119
응력풀림 처리 ................................................................................... 119


제 2편 용접 설비제도

제 1 장 제도통칙 및 제도용구
1-1 제도통칙 ............................................................................................. 122
제도의 개요 ......................................................................................... 122
제도의 규격 ............................................................................................ 122
1-2 도면의 종류와 크기 .................................................................................... 124
도면의 종류 ...................................................................................... 124
도면의 크기 .......................................................................................... 125
치수의 단위 ....................................................................................... 128
척도 ................................................................................................. 128
1-3 문자와 선 ......................................................................................... 130
연필 ..................................................................................... 130
문자 ............................................................................................ 131
선의 종류 ........................................................................................ 132

제 2 장 제도 기본
2-1 평면도법 ....................................................................................... 137
투상법의 종류 ..................................................................................... 137
2-2 투상도법 ............................................................................................... 139
투상도 ...................................................................................... 139
입체 투상법 ................................................................................... 142
특수 방법에 의한 투상도 ................................................................................ 143

제 3 장 도형의 표시 및 치수기입 방법
3-1 치수 기입의 원칙 ................................................................................ 154
일반 치수기입의 원칙 ..................................................................................... 154
치수에 사용되는 기호 ................................................................................... 156
치수기입 방법 .......................................................................................... 156
표제란과 부품표 ........................................................................................... 159
3-2 기계재료의 표시법 ........................................................................................ 162
3-3 리벳 ................................................................................................. 166
리벳의 종류 ......................................................................................... 166
리벳의 호칭 ...................................................................................... 166
리벳 이음의 도시법 ...................................................................................... 166

제 4 장 스케치도와 제작도
4-1 스케치의 개요 .................................................................................. 168
스케치의 필요성과 주의사항 .............................................................................. 168
스케치의 종류 .................................................................................. 168
스케치 용구 ........................................................................................... 169
스케치 방법 ................................................................................ 170
4-2 스케치도와 제작도의 작성 순서 ................................................................ 170
스케치도의 작성 순서 .................................................................................. 170
제작도 작성 순서 ..................................................................................... 170

제 5 장 CAD 기초
5-1 CAD의 개요 ............................................................................................... 172
설계 및 제도 ....................................................................................... 172
CAD 시스템의 도입 효과 ................................................................................ 173
CAD 시스템의 형태와 특징 ................................................................................ 173
5-2 CAD 시스템의 입출력 장치 ............................................................................. 174
소프트웨어 인터페이스 ................................................................................ 174
하드웨어 인터페이스 .................................................................................... 175

제 6 장 용접제도
6-1 용접기호의 기재 방법 ................................................................................... 177
용접이음 도면의 해독 ................................................................................. 177
6-2 용접기호 판독 방법 ............................................................................... 180
6-3 비파괴 시험의 기호 표시방법 ............................................................. 181
기재 방법 ................................................................................................... 181
기재의 구체 보기 .......................................................................................... 183
6-4 판금제관 도면의 해독 ................................................................................... 188
투상법 ......................................................................................................... 188
전개법 .............................................................................................................. 190
상관선 그리는 법 ...................................................................................... 192


제 3편 용접구조 설계 및 용접시공

제 1 장 용접설계
1-1 용접 이음부의 종류 ....................................................................................... 198
용접설계의 의의 .............................................................................................. 198
용접이음의 종류 .......................................................................................... 199
1-2 용접구조물의 설계 ............................................................................. 202
용접홈 설계의 요점 .............................................................................. 202
용접설계 채택 시의 장단점 ............................................................................. 203
용접이음의 선택 ............................................................................. 204
1-3 용접 이음부의 강도 계산 ............................................................................. 207
하중 ............................................................................. 207
응력 ............................................................................. 208
변형률 ............................................................................. 210
허용응력과 안전율 ............................................................................. 210
응력집중 ............................................................................. 211
크리프 ............................................................................. 211
용접 이음효율 ............................................................................. 211
용접이음의 설계 .............................................................................. 211

제 2 장 용접시공 및 결함
2-1 용접시공, 경비 및 용착량 계산 .................................................... 220
용접경비의 개요 ............................................................................. 220
용접봉 소요량 ................................................................................ 220
용접작업 시간 ................................................................................ 221
상각비와 보수비 ............................................................................. 221
2-2 용접 준비 .................................................................................. 223
용접시공과 계획 ............................................................................. 223
용접 준비 ...................................................................................... 225
2-3 본용접 및 후처리 ........................................................................ 229
용착법과 용접 순서 ......................................................................... 229
2-4 용접 시의 온도분포, 잔류응력, 변형, 결함 및 그 방지법 .................. 232
온도분포 ........................................................................................ 232
열의 확산 ...................................................................................... 232
2-5 용접 후처리 ................................................................................ 233
잔류응력의 영향 ............................................................................. 233
응력제거 ....................................................................................... 235
변형 경감 및 교정 ......................................................................... 237
결함의 보수 ................................................................................... 241
보수 용접 ...................................................................................... 241
여러 가지의 용접결함 ...................................................................... 242
2-6 용접 잔류응력 .............................................................................. 243
잔류응력의 발생 및 영향 .................................................................. 243

제 3 장 용접 시험 및 검사
3-1 용접 시험 ..................................................................................... 251
용접작업 전에 실시하는 검사 ............................................................. 251
용접작업 중에 실시하는 검사 ............................................................. 251
용접작업 후에 실시하는 검사 ............................................................. 251
완성 검사 ......................................................................................... 252
검사법의 분류 ................................................................................... 252
용접결함의 종류별 원인 및 검사법 ...................................................... 253
3-2 파괴시험 및 검사 ........................................................................... 254
용접부의 기계적 시험 ......................................................................... 254
용접부의 화학적 시험 ......................................................................... 266
용접부의 금속학적 시험 ...................................................................... 267
용접성 시험 ....................................................................................... 268
3-3 비파괴 시험 및 검사 ........................................................................ 273
외관시험 ............................................................................................. 273
누설시험 ............................................................................................. 273
침투 탐상시험 ...................................................................................... 273
초음파 탐상시험 ................................................................................... 274
자기 검사 ............................................................................................ 277
방사선 투과시험 ................................................................................... 280
와류 탐상시험 ...................................................................................... 283


제 4편 용접일반 및 안전관리

제 1 장 용접일반
1-1 용접의 개요 ..................................................................................... 286
용접의 원리 ........................................................................................ 286
용접법의 분류 및 용도 ......................................................................... 286
용접의 특징 ......................................................................................... 289
용접자세 .............................................................................................. 291

제 2 장 피복아크용접
2-1 개요 ................................................................................................ 292
원리 .................................................................................................... 292
용접회로 .............................................................................................. 293
용접의 장단점 ...................................................................................... 293
아크 .................................................................................................... 293
용접입열 .............................................................................................. 297
용접봉의 용융속도 ................................................................................ 298
용적이행 .............................................................................................. 299
2-2 피복아크 용접기 ................................................................................ 300
피복아크 용접기의 분류 ......................................................................... 300
용접기에 필요한 조건 ............................................................................ 301
직류 아크 용접기 ................................................................................. 303
교류 아크 용접기 ................................................................................. 306
2-3 피복아크용접 작업용 기구 .................................................................. 316
2-4 피복아크 용접봉 ................................................................................ 320
개요 .................................................................................................... 320
연강용 피복아크 용접봉의 종류 및 특성 .................................................. 323
연강용 용접봉의 작업성 및 용접성 .......................................................... 325
피복아크 용접봉의 선택과 관리 ............................................................... 326

제 3 장 가스용접
3-1 개요 ................................................................................................. 330
3-2 가스 및 불꽃 ..................................................................................... 331
3-3 가스용접의 설비 및 기구 .................................................................... 325
3-4 가스용접 재료 ................................................................................... 343
3-5 산소 - 아세틸렌 불꽃 ........................................................................ 345
3-6 산소 - 아세틸렌 용접법 ..................................................................... 345

제 4 장 절단 및 가공
4-1 개요 ................................................................................................. 347
절단 및 가스가공의 종류 ........................................................................ 347
절단의 원리 ........................................................................................... 347
4-2 가스절단 장치 ..................................................................................... 348
가스절단 장치의 구성 .............................................................................. 348
절단 토치와 팁 ....................................................................................... 349
가스절단 방법 ......................................................................................... 349
4-3 산소 - 아세틸렌 절단 .......................................................................... 352
절단 조건 ............................................................................................... 352
절단에 영향을 주는 인자 ......................................................................... 352
4-4 산소 - LP가스 절단 ............................................................................ 354
LP 가스 ................................................................................................ 354
프로판가스용 절단팁 ............................................................................... 354
4-5 기타 절단 및 가스가공 ......................................................................... 356
특수 절단 및 가스가공 ............................................................................ 356
아크 절단 ............................................................................................... 357

제 5 장 기타 용접 및 용접의 자동화
5-1 불활성가스 텅스텐 아크용접 .................................................................. 360
5-2 불활성가스 금속 아크용접 ..................................................................... 363
5-3 서브머지드 아크용접 ............................................................................. 366
개요 ........................................................................................................ 366
용접장치 .................................................................................................. 366
용접재료 .................................................................................................. 367
5-4 탄산가스 아크용접 ................................................................................. 370
5-5 플라스마 제트 용접 ................................................................................ 374
5-6 일렉트로 슬래그 용접 ............................................................................. 376
5-7 테르밋 용접 ........................................................................................... 378
5-8 전자빔 용접 ........................................................................................... 379
5-9 레이저 용접 ........................................................................................... 381
5-10 압접 .................................................................................................... 382
5-11 전기 저항 용접 ..................................................................................... 383
개요 .......................................................................................................... 383
저항 용접법의 종류 ..................................................................................... 384
5-12 납땜 ..................................................................................................... 388
연납 .......................................................................................................... 389
경납 .......................................................................................................... 390
용제 .......................................................................................................... 392
5-13 용접의 자동화 및 로봇용접 ..................................................................... 393

제 6 장 안전관리
6-1 용접안전관리 ........................................................................................... 396
아크 가스 및 기타 용접의 안전장치 .............................................................. 396
아크용접의 안전 .......................................................................................... 398
가스용접 및 절단의 안전 .............................................................................. 400
6-2 화재, 폭발, 전기, 전격사고의 원인 및 방지대책 ........................................... 405
안전교육 및 환경 관리 .................................................................................. 405
재료의 취급, 운반, 저장에 대한 안전 .............................................................. 407
화재 및 폭발재해 .......................................................................................... 409
사고 응급조치 ............................................................................................... 412
6-3 용접에 의한 장해 원인과 그 방지 대책 ......................................................... 414


부록 최근 기출문제
■ 2012년도 시행 문제 ..................................................................................... 420
■ 2013년도 시행 문제 ..................................................................................... 450
■ 2014년도 시행 문제 ..................................................................................... 470
■ 2015년도 시행 문제 ..................................................................................... 490
■ 2016년도 시행 문제 ..................................................................................... 522
■ 2017년도 시행 문제 ..................................................................................... 553
■ 2018년도 시행 문제 ..................................................................................... 588