本发明涉及航空制造技术领域，特别是涉及一种激光焊接段的焊接方法、激光焊接方法及多层焊缝的激光焊接方法。
普通的焊接一般采用低压大电流作为能量输入，由于金属的导电能力强，导致焊接电流的热影响区大、应力大、变形大。在普通焊接过程中除直线和圆弧可以采用自动化焊接外，复杂的焊接路径都要采用人工焊接，劳动强度大，工作环境恶劣。对于电流+焊条的焊接方式想要实现全自动化焊接有一定难度。而以激光作为能量源，采用同轴送粉的方式可以实现连续的连接、熔覆、成形加工作业。激光作用在焊接区的表面，对其他部位的影响小，热影响区小，应力、应变小，采用激光的连接的零件的方式，一般将零件放置在保护气氛中，或者对连接区进行局部气氛保护，因此激光焊接过程中的粉尘和烟较少，环境污染小。
采用激光同轴送粉的焊接方式可以实现全自动化焊接，将不同的零件拼接到一起。可以采用普通机床或者采用机器人作为运动机构，利用NC代码或机器人语言进行控制，目前主要是单向焊接、扫描方式为主，对于同轴送粉的焊接采用单向扫描方式将浪费大量的粉末，浪费加工时间。
本发明的目的在于提供一种激光焊接段的焊接方法来克服或至少减轻现有技术的中的至少一个上述缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种激光焊接段的焊接方法，用于焊缝区域内的焊接段的焊接，其特征在于，所述激光焊接段的焊接方法包括：步骤1：将两个待焊接零件的焊缝区域划分成多个焊接段，对每个焊接段内部采用螺旋扫描方式或往复扫描方式进行焊接。
优选地，所述步骤1中的螺旋扫描方式具体为：步骤11：将一个焊接段内部划分成多条封闭扫描环路，各条所述封闭扫描环路的周长均不同，且各条封闭扫描环路以周长递增的方式相互套设，每条封闭扫描环路具有一个焊接点作为该封闭扫描环路的焊接起点以及焊接终点，该焊接点成为焊接环路点；步骤12：以各条未焊接的所述封闭扫描环路中周长最小的封闭扫描环路的焊接环路点开始焊接，并在焊接完所述周长最小的封闭扫描环路后自该焊接环路点焊接至该条封闭扫描环路相邻的未焊接的封闭扫描环路的焊接环路点；
优选地，所述步骤1中的往复扫描方式具体为：步骤11：将一个焊接段内部划分成多条并列排布的直线焊接条以及用于连接每两个相邻的焊接条的连接段，一个连接段用于连接一个焊接条的首部以及另一个焊接条的尾部，所述首部为该焊接条首先焊接的位置，所述尾部为一个焊接条最后焊接的位置；所述并列排布的直线焊接条中有两个直线焊接条只与一个直线焊接条相邻，该两个直线焊接条称为端部焊接条；自其中一个端部焊接条起，以直线焊接条、连接段、与连接段连接的另一条直线焊接条的方式进行焊接，直至焊接至另一端部焊接条的尾部。
本申请还提供了一种激光焊接方法，用于焊接待焊接零件，所述激光焊接方法包括：步骤1：将待焊接零件的焊缝区域进行区块划分，形成第一焊接区块以及第二焊接区块，所述第一焊接区块包括多个焊接段，所述第二焊接区块包括多个焊接段，所述第一焊接区块的焊接段的两端均与第二焊接区块的焊接段相邻，所述第二焊接区块的焊接段的两端均与第一焊接区块的焊接段相邻，每个所述第一焊接区块的焊接段与所述第二焊接区块的焊接段均采用如上所述的激光焊接段的焊接方法；步骤2：选择焊缝区域的中部为起始点，以位于所述焊缝区域的中部的第一焊接区块或第二焊接区块的焊接段为起点进行跳焊，跳焊路径为焊接与该焊接段相同的焊接区块，并自该焊接段其采用螺旋焊接的方式进行焊接，直至焊接至最后一块该焊接区块的焊接块；步骤3：以所述步骤2中的作为起点的焊接段相邻的焊接段为起点进行跳焊，跳焊路径为焊接与该焊接段相同的焊接区块，并自该焊接段其采用螺旋焊接的方式进行焊接，直至焊接至最后一块该焊接区块的焊接块。
优选地，所述螺旋焊接的方式具体为：以第一焊接区块或第二焊接区块中的一个焊接段为起点，跳焊至与该焊接段的一端最近的相同焊接区块的焊接段，该焊接段的该端称为第一端，该焊接段的另一端称为第二端；再跳焊至第二端最近的相同焊接区块的焊接段；并以第一端最近的未焊接的相同焊接区块的焊接段-第二端最近的未焊接的相同焊接区块的焊接段的顺序进行跳焊。
本申请还提供了一种多层焊缝的激光焊接方法，用于焊接具有多层焊缝的待焊接材料，待焊接材料的每层焊缝均采用如上所述的激光焊接方法。
优选地，所述待焊接材料的每层之间采用交错的方式压所述焊接段部分区域的方式进行。
本申请的激光焊接段的焊接方法采用螺旋扫描或者往复扫描方式，避免了单段焊接路径内的空跳行程，大幅提高激光同轴送粉方式在拼接、激光焊接方面的连接效率。
图1是根据本发明第一实施例的激光焊接段的焊接方法的螺旋扫描方式的路径示意图。
图4是根据本发明第一实施例的多层焊缝的激光焊接方法的多层焊接区域的结构示意图。
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
图1是根据本发明第一实施例的激光焊接段的焊接方法的螺旋扫描方式的路径示意图。图2是图1所示的激光焊接段的焊接方法的往复扫描方式的路径示意图。图3是根据本发明第一实施例的激光焊接方法的焊缝区域的结构示意图。图4是根据本发明第一实施例的多层焊缝的激光焊接方法的多层焊接区域的结构示意图。
如图1所示的激光焊接段的焊接方法，用于焊缝区域内的焊接段1的焊接，该激光焊接段1的焊接方法包括：步骤1：将两个待焊接零件的焊缝区域划分成多个焊接段1，对每个焊接段1内部采用螺旋扫描方式或往复扫描方式进行焊接。
本申请的激光焊接段的焊接方法采用螺旋扫描或者往复扫描方式，避免了单段焊接路径内的空跳行程，大幅提高激光同轴送粉方式在拼接、激光焊接方面的连接效率。
参见图1，在图1所示实施例中，步骤1中的螺旋扫描方式具体为：步骤11：将一个焊接段内部划分成多条封闭扫描环路，各条封闭扫描环路的周长均不同，且各条封闭扫描环路以周长递增的方式相互套设，每条封闭扫描环路具有一个焊接点作为该封闭扫描环路的焊接起点以及焊接终点，该焊接点成为焊接环路点；
步骤12：以各条未焊接的所述封闭扫描环路中周长最小的封闭扫描环路(图1中最内的一条封闭扫描环路)的焊接环路点开始焊接，并在焊接完周长最小的封闭扫描环路后自该焊接环路点焊接至该条封闭扫描环路相邻的未焊接的封闭扫描环路的焊接环路点；
参见图2，在图2所示实施例中，步骤1中的往复扫描方式具体为：步骤11：将一个焊接段内部划分成多条并列排布的直线焊接条以及用于连接每两个相邻的焊接条的连接段，一个连接段用于连接一个焊接条的首部以及另一个焊接条的尾部，首部为该焊接条首先焊接的位置，尾部为一个焊接条最后焊接的位置；并列排布的直线焊接条中有两个直线焊接条只与一个直线焊接条相邻，该两个直线焊接条称为端部焊接条(图2中上部的一条焊接条或下部的一条焊接条)；自其中一个端部焊接条起，以直线焊接条、连接段、与连接段连接的另一条直线焊接条的方式进行焊接，直至焊接至另一端部焊接条的尾部。
步骤1：将待焊接零件的焊缝区域进行区块划分，形成第一焊接区块以及第二焊接区块，第一焊接区块包括多个焊接段1，第二焊接区块包括多个焊接段1，第一焊接区块的焊接段1的两端均与第二焊接区块的焊接段1相邻，第二焊接区块的焊接段1的两端均与第一焊接区块的焊接段1相邻，每个第一焊接区块的焊接段1与所述第二焊接区块的焊接段1均采用如上所述的激光焊接剖口的方法；
步骤2：选择焊缝区域的中部为起始点，以位于焊缝区域的中部的第一焊接区块或第二焊接区块的焊接段1为起点进行跳焊，跳焊路径为焊接与该焊接段相同的焊接区块，并自该焊接段其采用螺旋焊接的方式进行焊接，直至焊接至最后一块该焊接区块的焊接块；
步骤3：以步骤2中的作为起点的焊接段1相邻的焊接段1为起点进行跳焊，跳焊路径为焊接与该焊接段1相同的焊接区块，并自该焊接段1起采用螺旋焊接的方式进行焊接，直至焊接至最后一块该焊接区块的焊接块1。
本申请的激光焊接方法采用螺旋焊接的方式进行焊接，各个焊接段的热均匀性更好，有利于降低热应力、减小热变形。相邻的焊接段相距越远热均匀性越不好，以此可以作为评定热均匀性的依据，而热均匀性越好，对减小热应力越有利。
可以理解的是，在划分焊接段时，即可以划分奇数个焊接段，也可以焊接偶数个焊接段，在焊接段为奇数个时，中部的一个焊接段为起点。当焊接段为偶数个，中部的两个焊接段中任选一个即可。
在本实施例中，螺旋焊接的方式具体为：以第一焊接区块或第二焊接区块中的一个焊接段为起点，跳焊至与该焊接段的一端最近的相同焊接区块的焊接段，该焊接段的该端称为第一端，该焊接段的另一端称为第二端；再跳焊至第二端最近的相同焊接区块的焊接段；并以第一端最近的未焊接的相同焊接区块的焊接段-第二端最近的未焊接的相同焊接区块的焊接段的顺序进行跳焊。
下面以举例的方式对本申请作进一步阐述。可以理解的是，该举例并不构成对本申请的任何限制。
参见图3，图3为一示例性的焊缝区域，将该焊缝区域进行区块划分，形成第一焊接区块以及第二焊接区块，第一焊接区块包括多个焊接段1，第二焊接区块包括多个焊接段1，第一焊接区块的焊接段1的两端均与第二焊接区块的焊接段相邻，第二焊接区块的焊接段的两端均与第一焊接区块的焊接段相邻；
步骤2：选择焊缝区域的中部为起始点，以位于焊缝区域的中部的第一焊接区块或第二焊接区块的焊接段为起点进行跳焊，跳焊路径为焊接与该焊接段相同的焊接区块，并自该焊接段其采用螺旋焊接的方式进行焊接，直至焊接至最后一块该焊接区块的焊接块；
步骤3：以步骤2中的作为起点的焊接段相邻的焊接段为起点进行跳焊，跳焊路径为焊接与该焊接段相同的焊接区块，并自该焊接段其采用螺旋焊接的方式进行焊接，直至焊接至最后一块该焊接区块的焊接块。
参见图3，具体地，螺旋焊接方式为以第一焊接区块或第二焊接区块中的一个焊接段为起点，跳焊至与该焊接段的一端最近的相同焊接区块的焊接段，该焊接段的该端称为第一端，该焊接段的另一端称为第二端；再跳焊至第二端最近的相同焊接区块的焊接段；并以第一端最近的未焊接的相同焊接区块的焊接段-第二端最近的未焊接的相同焊接区块的焊接段的顺序进行跳焊。
本申请还提供了一种多层焊缝的激光焊接方法，用于焊接具有多层焊缝的待焊接材料，在该多层焊缝的激光焊接方法中，待焊接材料的每层焊缝均采用如上所述的激光焊接方法。这样，每层就形成了多个焊接段。
参见图4，在本实施例中，待焊接材料的每层之间采用交错的方式压焊接段部分区域的方式进行。
在本实施例中，每次压焊接段三分之一的区域。这样，每经过三层，第四层即恢复到一个完整的焊接段(参见图4)。采用这种方式，经过三个循环，路径将回到第一层的顺序和状态。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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