第5章 非铁焊接材料市场需求与发展
虽然非铁金属焊接材料的总用量远低于钢铁焊接材料，但其应用范围涵盖航空航天、轨道交通、核电、石油、锅炉、化工、动力、电气、汽车、电力装备、建筑材料、电器、暖通、电子、超硬工具、眼镜、家具家电、电光源及照明、金属工艺品、首饰等产业，在制造业中占有重要地位。随着飞机、汽车、船舶等交通工具的日益轻量化，铝合金、钛合金、镁合金等轻质材料的应用越来越广泛，已在很多领域替代了钢，相应的面向轻质合金的焊接材料需求量持续增加。核电、石油、化工、锅炉、电力等行业中对耐蚀性有严格要求的容器和管路，同样需采用非铁金属材料制造。轻工产品体积较小且结构相对比较简单，熔焊技术使用较少，而适应性广、易操作的钎焊技术更受欢迎。硬钎焊在家电、暖通、眼镜、工具、金属制品、灯饰等多种轻工产业中应用广泛。近十年来，我国非铁金属产量持续增加。2014年，全国10种主要非铁金属累计总产量达到4319万t，且仍在平稳增长，非铁焊接材料未来市场广阔。
1.航空航天及交通工具
为节约能源、提高速度，交通工具的轻量化日益受到重视，其主要途径是以轻质合金材料替代钢，用于机车、挂车、汽车、船舶的制造。近年来，我国汽车产销量维持快速增长态势，已连续多年蝉联世界第一。汽车制造业对铝合金焊接材料的需求持续增加，铝合金焊接材料未来市场空间巨大。此外，以铜硅锰为代表的青铜焊丝在汽车行业中也有上万吨的需求。轨道交通方面，我国高铁和地铁运营里程快速增长，正在取代传统客车。铝合金在新型轨道交通工具中的应用非常广泛，全铝合金结构的挂车已经投入使用。铝合金目前仍是航空航天器主要的结构材料之一，钛合金也已成为航空航天业的主流结构材料。我国正在大力发展航空航天事业，该领域对钛合金、铝合金焊接材料的需求量虽然较少，但都属于高附加值的高端焊接材料。对船舶的轻量化要求虽不如其他交通工具迫切，但从长远来看铝合金焊接材料在中小型船舶、运动船舶中的应用前景十分广阔。随着新型高温结构材料逐渐取代传统的高温合金成为航空航天发动机的主要结构材料，焊接技术已成为发动机零部件制造的主导工艺之一。焊接结构件在喷气发动机零部件总数中所占比例超过50%，航空航天发动机制造业对钛基高温活性钎料、钛锆基钎料、镍铬基钎料、金基钎料、钯基钎料、钼基和钒基高温钎料等高温非铁焊接材料需求迫切。
2.空调、制冷与暖通产业
焊接在空调、制冷与暖通产业中主要用于蒸发器、冷凝器、散热器、热循环管路等关键结构件的连接，所用的焊接材料以铜合金焊丝、铝合金焊丝和银、铜、铝基钎料为主。为满足环保要求，我国家电和暖通产业迫切需要实现焊接材料的绿色化，主要是禁止含镉、含铅焊接材料的使用。为降低成本，在各种热交换器中以铝代铜方兴未艾，因此，需要相应的铝焊接材料和铜铝连接用焊接材料。减少或不使用贵金属被认为是节约成本的有效手段，如选用Cu-P-Sn钎料代替Ag-Cu-P钎料连接铜管以降低成本。但为保证连接质量，部分可靠性要求较高的构件仍需使用银基钎料。
3.能源、电力和化工行业
在能源、电力和化工行业中有大量的管路和锅炉结构，且一般需在高温、高压和腐蚀环境下长期工作，对管路和结构连接材料的性能和可靠性要求较高。镍基钎料由于具备耐高温、耐腐蚀的特点，在上述领域的应用前景广阔。钛合金具有良好的耐蚀性，在化工领域制造管道及加工设备（换热器、槽、加工用容器、阀等）需采用钛基钎料进行连接。由于镍基、钛基钎料属于高端非铁焊接材料，目前市场需求量相对较少，国内涉足该类焊接材料的生产企业不多，生产技术和产品性能较落后。但近年来随着国内对相关技术研发投入的增加，镍基、钛基钎料产业进步明显。
4.加工工具行业
钎焊是金刚石工具、硬质合金工具的主要连接手段，用于连接工具工作部分和钢基体，所需焊接材料以硬钎料为主。加工工具除在使用中正常磨损外，金刚石工具、硬质合金工具损坏的主要原因是钎焊连接失效导致的工作部分脱落，因此，钎焊连接质量对于金刚石工具和硬质合金工具的使用寿命至关重要。我国早已成为超硬材料、超硬工具和硬质合金工具生产和应用的第一大国，相关产业年产值达到上千亿元。由于金刚石和硬质合金工具是耗材，需求量大，因此工具制造业对焊接材料的需求量大而稳定，主要为银基钎料、铜基钎料和用于单层金刚石工具的活性钎料。随着我国金刚石和硬质合金工具产量的增加，钎料需求量将进一步增长。但为降低制造成本，其低银化发展趋势明显。
5.电子封装产业
电子产品制造业是我国的支柱产业之一，而软钎焊是电子产品封装中最常用的连接方式，此外，光伏产业、LED、电光源和照明产业亦大量采用软钎焊技术。软钎料需求逐年上升，全球年消耗量已超过15万t。目前，无铅钎料已取代锡铅钎料成为电子封装中的常用钎料，但其综合性能仍不及锡铅钎料。软钎料的使用形态多样，包括棒、锭、丝、粉末、箔片、焊球、焊膏等。随着封装技术的进步及封装密度的提高，未来对软钎料的需求将主要集中到焊膏和BGA焊球上。
6.轻工制造业
钎焊在金属制品、眼镜、工艺品、首饰、灯具、手表等轻工制造业中应用广泛。金属制品包括金属家具、容器、炊具、装饰品、厨卫用品、日用品等，传统上一般用铆钉、螺钉等紧固件连接，而钎焊由于具有工艺简单、效率高、接头美观等优点，正在逐步取代传统的连接方式。在一些制造业中通过钎焊将简单的金属结构件连接为成品，可以大大简化金属材料成形或机械加工的工作量，显著降低制造成本。但是，钎焊在金属制品制造中的应用仍有待于进一步推广。钎焊是金属镜架的主要连接方式，所用焊接材料主要为银基钎料。为应对不断更新的镜架材料，如钛合金和轻质合金材料，需不断开发新的钎料产品。此外，钎焊还经常用于金属工艺品、首饰、灯具、表壳等产品的连接，对应的母材一般为各种铝合金、铜合金、钛合金、钢等结构材料。工艺品和首饰行业对焊接接头的表面质量要求严格，需要采用高品质的钎料。