К оловянным бронзам относят сплавы меди с оловом и другими легирующими элементами (фосфором, цинком, никелем, свинцом и др.). Оловянные бронзы разделяют на деформируемые и литей­ные. В стандартных деформируемых бронзах содержание олова находится в пределах 3~8,5, а в литейных — 2-11 %. Оловянные бронзы имеют высокие литейные свойства и наименьший объем усадки по сравнению с алюминиевыми бронзами и латунями. С увеличением содержания олова в составе бронз возрастают их прочностные свойства и снижается пластичность и ударная вяз­кость.

Оловянные бронзы имеют высокие антифрикционные свойства и широко используются при изготовлении подшипников сколь­жения, в том числе с наплавками на сталь.

Свариваемость оловянных бронз. Дуговая сварка оловянных бронз, как правило, используется для заварки дефектов отливок, а также при изготовлении облицовок валов и наплавки подшип­никовых пар. Их свариваемость изменяется в широких пределах и зависит от собственного химического состава и концентрации вредных примесей.

Увеличение содержания основного легирующего элемента — олова — ухудшает свариваемость оловянных бронз вследствие склонности к образованию трещин в околошовной зоне. Для полу­чения сварных соединений без трещин необходимо ограничить содержание олова в бронзе до 9-10 % и свинца не более 0,05 % (по ГОСТ 613-79 9-11 % Sn, 2-4 % Zn, <0,5 % Pb). Элементы конструкции перед сваркой необходимо подвергнуть отжигу (3 ч при температуре 480-530 °С). Рекомендована также наплавка кро­мок бронзами БрОЦ4-3 или БрОНМц8-1-0,6, что исключает появ­ление трещин даже при сварке в жестком контуре.

У оловянных бронз при наличии в них свинца резко ухудшается свариваемость и образуются трещины в металле шва и ЗТВ. Это происходит вследствие того, что свинец практически не растворим в металле и при кристаллизации выделяется как самостоятельная фаза, располагающаяся между дендритами. Однако введение свинца в состав бронз способствует существенному повышению их антифрикционных свойств. Свинец вводят в бронзы, из кото­рых изготавливают подшипники, предназначенные для работы при высоких удельных давлениях. Исследования свариваемости бронзы марки Бр05Ц5СЗ показали, что ее пластичность и проч­ность снижается при температуре свыше 250 °С, а при температуре 600 °С составляет всего около 0,5 % этих показателей. Пред­варительный отжиг не улучшает механических свойств этих бронз. Для снижения вероятности образования трещин в околошовной зоне при создании соединений оловянно-свинцовых бронз реко­мендуется выполнять сварку на минимальных режимах короткими валиками (50-70 мм) с их быстрым охлаждением (например, обду­вом воздухом) и последующей проковкой каждого валика при температуре ниже 250 °С. Снижение вероятности образования трещин может достигаться путем применения неоднородных с основным металлом сварочных материалов из бронз БрАМц9-2, БрКМцЗ-1 или оловянных, не содержащих свинца БрОНМц8-1- 0,6, и др. Соблюдение перечисленных выше рекомендаций поз­воляет получить соединения без трещин бронз БрОЗЦ5С5, Бр08Ц4С4 и БрОЗЦ7С5Н1.

Существенное отрицательное влияние на свариваемость оло­вянных бронз оказывает висмут даже при очень малых его содер­жаниях (0,005 %).

К основным факторам, влияющим на образование трещин при сварке оловянных бронз, можно отнести:

• нагрев свыше температуры 300 °С, что резко снижает пластич­ность металла в околошовной зоне;

® расплавление избыточного олова, расположенного по границам кристаллов литых бронз, при перегреве нарушает связь между ними;

• широкий температурный интервал кристаллизации оловянных бронз, который определяет возможность ликвации олова, что

‘; способствует образованию химической неоднородности метал­ла и соответственно различных механических свойств по сече - ' нию сварного соединения;

• > сегрегация легкоплавких вредных примесей свинца (>0,05 %)

• ■ и висмута (>0,005 %) по границам кристаллов.

Для оловянных бронз фосфор является сильным раскисли - телем. При сварке он образует легкоплавкую эвтектику Си-СизР с температурой плавления 714 °С. Литейные бронзы легируются фосфором до 1,0 %. В деформируемых бронзах содержание фос­фора ограничено (не более 0,4 %). При содержании фосфора более 0,5 % бронзы не могут подвергаться горячей обработке дав­лением, вследствие того, что эвтектика расплавляется, нарушается связь между кристаллитами и бронза разрушается. При создании соединений оловянно-фосфорных бронз эвтектика Си-СизР так­же отрицательно влияет на их свариваемость. Под воздействием термодеформационного цикла сварки в околошовной зоне могут образовываться трещины и разрушения.

Существует ряд приемов, обеспечивающих технологическую прочность (отсутствие трещин в швах и околошовной зоне) сое­динений высокооловянных бронз, к которым можно отнести:

• использование сварочных и присадочных материалов с более низким содержанием олова или проведение предварительной наплавки кромок этими материалами;

® отжиг заготовки перед сваркой;

® назначение предварительного подогрева до температуры не более 250 °С при толщине стенки более 10 мм;

® выполнение сварки (заварки дефектов отливки) на понижен­ных режимах с охлаждением каждого последующего валика (при многослойной сварке) до температуры 100-200 °С с пос­ледующей его проковкой;

• проведение отжига изделия после сварки. г аацточхшу