CN118251288A - 用于激光堆焊的方法和设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于激光堆焊的方法，其中粉末状材料(20)和激光束(30)以彼此成角度的方式指向工件(10)的工件表面(12)，使得在相互作用区(40)中借助激光束(30)在工件表面(12)上方至少部分加热粉末状材料(20)，并且将粉末状材料沿预定的轮廓焊接到工件表面(12)上；其中激光束(30)具有介于0.4μm与1.1μm之间的范围内的波长；并且其中激光束(30)在相互作用区(40)内在激光束的边缘区域(312a，312b，312c)中具有的强度大于激光束(30)的芯部区域(314)中的强度，使得粉末状材料(20)在进入相互作用区(40)中时被施加边缘区域(312a，312b，312c)的较大的强度。此外，提供了一种用于执行方法的设备。

Description

用于激光堆焊的方法和设备

技术领域

本发明涉及激光堆焊(Laserauftragschweiβen)领域。

背景技术

用于激光堆焊的方法在现有技术中是原则上已知的。这些方法尤其在维修、涂覆和连接技术领域中应用。在激光堆焊中，可以区分常规激光堆焊(还被称为激光金属沉积(Laser Metal Deposition)方法或LMD方法、直接金属沉积(Direct Metal Deposition，DMD)或直接能量沉积(Direct Energy Deposition，DED))和所谓的高速激光堆焊(还被称为HS-LMD或极高速激光堆焊(EHLA))。

在常规激光堆焊中，如示意性地在图1a中所示，借助于激光束30在工件10的表面12上产生熔池16。粉末状焊接填料20通过共轴或侧向于激光束30布置的粉末喷嘴借助于惰性输送气体或载体气体被引入熔池16中。在击中熔池16之前，粉末颗粒20或至少一部分粉末颗粒20在与激光束30的相互作用区40中被施加激光。在LMD方法中，借助于激光束30输入工件10中的能量通常大于输入粉末颗粒20中的能量。因此，粉末颗粒20通常在击中之后就在熔池16中熔化。当熔体凝固时，则形成致密的熔融冶金结合层。利用共轴粉末喷嘴组件产生聚焦的粉末气体射束。为了产生无缺陷的层，在熔池16中，与粉末颗粒20的相互作用时间在原则上必须足够大，使得颗粒20与熔体16之间的温度可以均衡并且颗粒20可以转变为液态。由此限制了LMD工艺的速度。由于大量激光辐射照射到工件上，因此产生较大的混合和热影响区14(WEZ)。

与常规LMD工艺不同，在HS-LMD(参见图1b)中，在工件表面12上方有针对性地将粉末状焊接填料20加热到熔点附近或更高的温度。由于激光束30与粉末气体射束之间的相互作用区40足够大，因此粉末20强烈受热，使得其在同样通过激光束10预热的工件表面12上与工件10基本上直接构成固定、尤其熔融冶金的连接。因此，可以实现比常规激光堆焊(0.5m/min至2m/min)明显更高的进给速度(高达500m/min)，因为省去了用于熔化熔池16中的颗粒20的时间。通过减少输入工件10中的能量，明显减小了热影响区14和混合区域16。由此还可以借助于HS-LMD对温度敏感的材料(例如铝和铸造合金)进行涂覆。

例如在DE102011100456B4或DE102018130798A1中描述了HS-LMD方法。

HS-LMD应用于尤其旋转对称的构件(例如制动盘)的涂覆。对于借助于HS-LMD进行的材料施加，构件旋转并且加工头尤其垂直或平行于构件的旋转轴线进行直线运动，以供应激光束和粉末。以这种方式，可以产生螺旋形或螺线形的焊道(Raupe)，该焊道在端部处形成涂覆面。

用于激光堆焊的已知方法、尤其常规HS-LMD方法具有的缺点是，工艺参数的微小变化就可能导致焊接结果的显著波动。激光功率或工件上的辐射强度的改变(例如可能由于光学器件污染或焦点偏移引起)例如可能导致焊接结果品质严重下降。

本发明的基本目的在于改进激光堆焊的工艺。尤其应在LMD工艺、尤其HS-LMD工艺中通过扩大工艺窗口来提高工艺稳定性或工艺安全性。此外，应在激光堆焊中改善表面粗糙度和/或降低裂纹倾向。

发明内容

为了实现本发明的基本目的，提供一种用于激光堆焊的方法，其中粉末状材料和激光束以彼此成角度的方式指向工件的工件表面，使得在相互作用区中借助激光束在工件表面上方至少部分加热粉末状材料，并且将粉末状材料沿预定的轮廓焊接到工件表面上。

工件优选地可以是金属工件。粉末状材料尤其可以是金属材料。借助于输送气体(尤其氩气或氦气)或借助于惰性气体混合物将粉末喷射到工件表面上。在此，激光束的焦点可以优选地位于工件表面上或工件表面上方。优选地可以借助于环形喷嘴(环形间隙喷嘴)或借助于多个围绕激光束环形布置的喷嘴(多喷射喷嘴)朝向工件表面的方向聚焦粉末。替代性地，例如可以使用宽射流喷嘴用来产生线状粉末焦点。在此，粉末例如可以倾斜地从前面和/或倾斜地从后面(相对于进给方向)喷射到加工部位。原则上，粉末射束的焦点既可以位于工件表面上，也可以位于其上方或下方。尤其，如果应在HS-LMD模式下施加材料时，粉末射束的焦点优选地可以位于工件表面上方。粉末焦点例如可以具有介于0.2mm与约6mm之间的直径。除了输送气体，工艺保护气体射流中的惰性气体可以共轴或侧向于激光束指向加工部位。工艺保护气体还可以保护加工部位免受周围气氛的影响。在借助于HS-LMD方法进行涂覆时，工件尤其可以是例如制动盘、液压缸、压力辊或其他旋转对称工件。

激光束具有介于0.4μm与1.1μm之间的范围内的波长。优选地，激光束可以构造为使得其可以借助于光纤被引导至加工头。激光束例如可以具有约450nm、约515nm、约800nm与约1000nm之间、或约1030nm、1060nm或1070nm的波长。

进一步地，激光束在相互作用区内在激光束的边缘区域中具有的强度高于激光束的芯部区域中的强度，使得粉末状材料在进入相互作用区中时被施加边缘区域的更高强度。所描述的激光束的射束轮廓不必存在于相互作用区的整个长度上。然而，射束轮廓必须至少位于相互作用区中的某一位置。当激光束焦点位于相互作用区内时，激光束的射束轮廓例如可以位于激光束的焦平面区域内。

发明人已经认识到，焊接填料的粉末颗粒与激光束的不均匀的相互作用时间(即每个粉末颗粒的注量不均匀的分布)对工艺安全性具有负面影响。由于激光束和粉末射束(或多个粉末射束)彼此之间的定向根据工艺而倾斜，因此与激光束的相互作用段在粉末射束的截面上变化。因此，在LMD方法、尤其HS-LMD方法中不仅激光强度的水平非常重要，而且激光束中的空间激光强度分布也非常重要。根据现有技术，使用具有高斯形(高斯轮廓)或平顶形(所谓的顶帽轮廓)的强度分布的射束轮廓。尤其在高斯形强度分布的情况下，粉末颗粒的温度梯度大。

激光束的边缘区域中的强度最大值使得每个粉末颗粒的注量(Fluenz)的分布更加均匀，并且由此将工艺窗口增大到更高的激光功率，同时保持稳定的焊接品质。

根据一种变体，激光束在相互作用区内可以具有带有基本上环形的强度最大值的射束轮廓。表述“基本上环形的强度最大值”应被理解为：激光束的射束轮廓具有包围激光束的中央芯部区域的边缘区域，在该边缘区域中，激光束优选地在每个位置上均具有比芯部区域中更高的强度。优选地，激光束在相互作用区内可以具有正圆形的芯部区域和包围芯部区域的圆环形的边缘区域，在该边缘区域中，激光束的强度高于芯部区域中的强度。边缘区域还可以具有多个环形区域，其中激光束在相互作用区内至少在环形区域之一中的强度高于芯部区域中的强度。强度轮廓在区域之间的过渡可以是阶梯式或连续的。沿环形强度最大值的激光束的强度可以优选地近似相同。替代性地，沿环形强度最大值的激光束的强度可以有各种变化，并且例如波动高达约30％。在具有环形强度最大值的激光束中可以提出，粉末状焊接填料与激光束共轴地被供应至加工位置，例如借助于环形射束喷嘴或多喷射喷嘴。

根据替代性的变体，激光束在相互作用区内可以具有基本上横向于激光束的进给方向定向的线形射束轮廓，该线形射束轮廓具有沿进给方向的前沿强度最大值(vorlaufenden)和/或沿进给方向的后沿强度最大值(nachlaufenden/>)。进给方向是指激光束相对于工件表面运动的方向。在高速激光堆焊(HS-LMD)中，工件的相对较快、尤其旋转的进给速度可以与引导激光束的加工头的相对较慢的侧向进给速度叠加。在这种情况下，具有线形射束轮廓的激光束还可以垂直于工件的旋转运动定向，即根据加工头的进给速度，不完全垂直于合成的进给方向。在具有线形射束轮廓的激光束的情况下，前沿强度最大值和后沿强度最大值分别基本上横向于进给方向线形地延伸，并且通过同样线形形成的较低强度的区域(激光束的芯部区域)彼此间隔开。根据该变体，还可以提出，借助于基本上平行于线形激光焦点定向的一个或多个宽射流喷嘴将粉末状焊接填料从前面和/或从后面倾斜地指向加工部位。

应理解的是，激光束还可以由多个单独的激光束组合而成，这些激光束在焦平面上至少部分重叠。

根据优选的变体，激光束和粉末射束或多个粉末射束相对于工件表面的进给速度可以大于20m/min。在此可以提出，粉末射束或多个粉末射束的焦点在与激光束的相互作用区中位于工件表面上方。为了实现超过20m/min的进给速度，尤其可以设置工件和激光加工头的同时运动。构件例如可以是旋转对称的旋转构件，其中加工头被引导成与工件的旋转轴线垂直或平行地进行直线运动，以便在工件表面上产生螺旋形或螺线形的材料施加。

根据一种变体，激光束的边缘区域中的强度分布可以构造为基本上平顶形的。平顶形状还可以被称为顶帽。平顶形或顶帽形的强度分布描述了强度在激光束的边缘处突然增加到强度最大值，在强度朝向激光束的芯部区域的方向再次突然下降之前，基本上在边缘区域的整个宽度上维持该强度最大值。与高斯形强度分布相比，激光束的边缘区域中的平顶形或顶帽形的强度分布有利于降低所施加的材料层的粗糙度。

总体上，激光束在焦平面中的强度分布可以满足：I_边缘≥I_中心≥0。

在相互作用区内的至少一个位置处，激光束的芯部区域中的强度可以是激光束的边缘区域中的强度最大值的至多90％、优选至多50％、更优选至多10％。通过激光束的芯部区域中的强度降低的强度分布，可以关于所使用的激光线的可变性来增大工艺窗口。尤其可以利用所描述的焦平面中的强度分布使用与现有技术相比更高的激光功率(尤其>4kW)，同时维持焊接品质。因此，可以使用更多的激光功率来预热和/或熔化用于涂覆工件的粉末。

激光束可以包括芯部射束和环部射束。在这种情况下，环部射束至少在相互作用区内的一个位置处的外直径可以是芯部射束的直径的至多10倍、优选至多5倍、更优选至多4倍。换言之，芯部部分与环部部分的直径比可以大于1:10，优选大于1:5、更优选大于1:4。相应的射束部分的界定例如可以借助于二阶力矩法来确定。激光束的边缘区域越窄，粉末颗粒之间的温度分布就越均匀，因为与激光束的相互作用时间的差异减小。

激光束的芯部区域中的功率至少在相互作用区内的一个位置处可以例如介于整个激光束的激光功率的7％与9％之间。可以特别有利的是，芯部区域中的功率介于激光束的总功率的5％与7％之间，尤其为约6％。在这样的变体中，与具有顶帽射束轮廓的常规激光堆焊方法相比，在能效大约相同的情况下，工艺安全性(以及因此工艺窗口)可以提高约25％。根据替代性的变体，芯部区域中的功率可以减小到最小值，即尤其为总激光功率的0％。在这种情况下，与具有顶帽射束轮廓的常规激光堆焊方法相比，工艺安全性可以提高约35％。

激光束的外直径、尤其根据上述变体的环部射束的外直径在相互作用区内的至少一个位置处可以为至少500μm、优选至少1000μm、更优选至少2000μm。通过在相互作用区中、尤其工件表面上增大激光束直径，可以提高方法的生产率。在HS-LMD方法中，≥1000μm的轨迹宽度、即外直径可以是特别优选的。

为了产生具有芯部区域和边缘区域的激光束的射束轮廓，可以使用多包层光纤、尤其二合一光纤。这种光纤在现有技术中是已知的，并且例如在WO2011/124671A1中进行了描述。可变激光辐射可以从一个或多个射束发生器耦入芯部光纤和/或环部光纤中并且被引导至聚焦光学器件。二合一光纤的使用可以实现使用简单的聚焦光学器件，而无需另外的光学射束整形元件，并且因此实现高效的射束整形。激光束的芯部区域和环部区域的强度分量能够以简单的方式控制。例如，纤芯直径介于200μm与300μm之间且环部外直径介于700μm与1000μm之间的二合一光纤可以与用于调节芯-环功率比的调节装置(例如楔形开关)一起使用。

应理解的是，还可以使用具有多于一个环部光纤部分的多包层光纤，例如用于产生射束轮廓，其在不同的环部区域中具有不同的强度。

优选地，环部光纤和芯部光纤中的功率分量可以借助于适当的控制来改变。因此，激光束的芯部区域中的强度降低可以与(HS)-LMD工艺或工件相适配。

附加地或替代性地，为了产生所描述的射束轮廓，还可以使用射束成形元件，尤其衍射光学元件(DOE)或多透镜阵列。以这种方式还可以产生非旋转对称的射束轮廓，例如线形射束轮廓。此外，以这种方式还可以利用单芯光纤产生环形射束轮廓。

优选地，成像比例可以在上述变体的每个变体中独立地变化。以这种方式，激光束的焦点直径可以个性化地与焊接任务进行适配。

盘形激光器或光纤激光器可以用作激光束源(或射束发生器)。以这种方式，例如可以产生波长为约1.06μm或约500nm的激光束。盘形激光器和光纤激光器特别适用于产生小的环部直径和芯部直径，以及适用于使用射束成形元件。为了应用上述方法，例如可以使用激光功率大于2kW至8kW和更高、例如高达12kW或更高的光纤激光器或盘形激光器。

例如还可以使用二极管激光器作为激光束源。由于可用的光纤直径较大，尽管二极管发射器/棒/堆的亮度有限，但激光束仍可以很好地耦入多包层光纤的相对较大的环部部分和芯部部分中。

为了解决本发明所基于的任务，还提供一种用于激光堆焊的设备。该设备包括用于提供激光束的至少一个激光束单元，该激光束在边缘区域中具有的强度大于激光束的芯部区域中的强度；用于提供粉末状材料的粉末供应单元；以及控制单元，该控制单元被设计成操控该设备以执行根据上述变体之一的方法。

在根据本发明的方法的描述中阐述的特征、优点和可能的设计方案应至少类似地被视为根据本发明的设备的特征、优点和可能的设计方案。

附图说明

结合附图，对优选实施例的以下描述用于更详细地阐述本发明。

在附图中：

图1a示出LMD工艺的示意图；

图1b示出HS-LMD工艺的示意图；

图2a至图2d分别示出在激光堆焊中粉末状焊接填料与激光束的不同的相互作用段的示意图，其中激光束在相互作用区内分别具有不同的强度分布；

图3示例性地示出与激光功率相关的工艺窗口宽度与激光束的射束轮廓的关系；

图4a示意性地示出具有环形强度最大值的射束轮廓；以及

图4b示意性地示出具有前沿强度最大值和后沿强度最大值的线形射束轮廓。

具体实施方式

图1a和图1b已经结合现有技术在上文中进行了描述。参考该处的阐述。

下面借助图2a至图2d详细阐述在激光堆焊时激光束的强度分布对与粉末状焊接填料的相互作用的影响。

图2a至图2d示意性地示出工件10的截面前视图，该工件借助于激光束30而被局部熔化以进行激光堆焊，因此在工件表面12上产生熔池16。在激光束30垂直于图示平面在工件10上运动时，焊接填料作为粉末射束20借助于优选惰性的输送气体被喷射到加工位置。在图2a至图2d中，为了简单起见，分别仅从一侧展示粉末施加。然而应理解的是，在粉末堆焊时，焊接填料可以以环形围绕激光束布置的多个单射束或作为环形射束以及在激光束的射束轮廓为线形的情况下例如作为线形粉末射束从前面和/或从后面指向加工位置。

根据粉末颗粒在粉末射束20中的位置，相互作用区40内的相互作用段具有不同的长度，涉及的粉末颗粒沿该相互作用段被施加激光辐射。对应地，粉末颗粒根据其飞行轨迹而被激光束30不同程度地加热。位于粉末射束20的中心的粉末颗粒例如在相互作用区40内被熔化，同时位于粉末射束20的边缘区域中的粉末颗粒由于其与激光束30的较长或较短的相互作用时间而可以蒸发(参见图2a至图2d中右侧或顶侧的粉末颗粒)或以固态击中工件表面12(参见图2a至图2d中的左侧或底侧的粉末颗粒)。当激光束30在相互作用区40内具有高斯形强度轮廓32a时，在激光堆焊时粉末颗粒的温度梯度特别大。在图2a中展示了这种情况。位于粉末射束20的外部(或底部)边缘处的粉末颗粒被加热的程度特别弱。

粉末颗粒与激光束30的不均匀的相互作用时间对焊接结果具有负面影响。因此，只有在严格的工艺窗口内，在精确匹配的工艺参数下才能够保证高品质的焊道。激光功率的改变可能已经导致敏感的焊接结果品质波动。

当使用具有平顶形或顶帽形的强度轮廓32b的激光束30时，如图2b所示，可以实现温度梯度的改善或粉末颗粒的更小的温度范围。

此外，当使用在相互作用区40内具有根据图2c或图2d的强度分布32c、32d的激光束30时，可以改善粉末加热的均匀性。在图2c中展示在相互作用区40中具有凹形强度轮廓32c的激光束30，其中强度从环形最大值朝向激光束30的芯部区域下降。由于激光束30的边缘区域中的强度高，因此通过较短的相互作用时间也能相对大幅度地加热粉末颗粒。

对于共轴的粉末供应而言，使用激光束30的环形强度轮廓(其中大部分激光能量处于激光束30的边缘区域中)可以实现粉末颗粒的特别均匀的温度分布。激光束30的环形外部区域中的平顶状或顶帽形的强度分布32d(参见图2d)在此被证明为特别有利的。在使用具有这种强度分布的激光束30时，可以有利地影响工艺稳定性、尤其在高速激光堆焊的情况下。

图2c和图2d分别涉及激光束30具有旋转对称截面的变体。应理解的是，图2c和图2d中的图示可以类似地应用于具有线形射束轮廓的激光束30中，其中相应的强度分布32c、32d仅横向于线形射束轮廓的长度存在。

图3示例性地示出在高速激光堆焊时工艺窗口的改变与所使用的激光束的射束轮廓的关系。在竖直方向上绘制激光功率(单位：kW)，借助于这些激光功率可以在其他方面均相同的工艺参数下执行该工艺，而焊接结果的品质不会显著下降。图示涉及对由结构钢制成的管状工件进行高速激光堆焊，其中激光束在焦平面中的外直径为2000μm，并且进给速度为大约80m/min。

在使用具有高斯形射束轮廓(参见图2a)的激光束时，即激光束在焦平面中具有高斯形强度分布时，只能在从4kW至约4.6kW的非常窄的功率范围内获得可接受的焊接结果。因此，工艺窗口52非常小。

在激光束在相互作用区内在激光束的整个截面上具有顶帽形强度分布(参见图2b)时，工艺窗口54已经明显更大。对于该工艺，可以使用介于4kW与8kW之间的激光功率，而不会使焊接结果的品质明显下降。

工艺窗口56a至56d分别涉及使用具有环形射束轮廓的激光束，其中在激光束的环形边缘区域中具有顶帽形强度分布并且在激光束的芯部区域中具有不同的激光功率。

在芯部功率为总激光功率的9％的情况下，工艺窗口56a基本上与具有根据图2b的图示的顶帽形强度轮廓的工艺窗口54相对应。在将激光束的芯部区域中的激光功率相对减小到总功率的6％时，激光功率可以增加至9kW，同时维持良好的焊接品质。这相当于工艺窗口56b与没有环形功率分布或强度分布但具有顶帽形强度轮廓的工艺窗口54相比增加了25％。在芯部功率进一步减小到激光束的总功率的3％时，则可以确定该方法的能效受损。即，只有在激光功率自大约4.6kW起才能实现良好的焊接结果。在可使用的激光功率方面，工艺窗口56c仍比使用具有顶帽射束轮廓的普通激光束的工艺窗口54大10％。根据图3的图示，可以使用环形射束轮廓实现最大可能的工艺窗口56d，其中在环部部分中存在完整的激光功率，即激光功率在芯部射束中降到零(还参见图2d)。在4.6kW与10kW之间，可以使用该射束轮廓获得高品质的焊接结果。这相当于工艺窗口与使用常规的顶帽射束轮廓的工艺窗口54相比增加了35％。

根据图3的比较示出，在高速激光堆焊中，在使用具有环形强度最大值的激光束的情况下，在射束焦点处共轴地供应粉末状焊接填料时，可以将工艺窗口开到更高的激光功率。图3中的发现可以类似地转用至具有线状焦点的激光束，该激光束在相互作用区内在其沿进给方向的前边缘和后边缘处分别具有线形强度最大值，其中粉末状焊接填料仅从前面和后面以分别基本上横向于进给方向定向的线形粉末射束指向加工位置。

在图4a和图4b中展示激光束30的不同的射束轮廓31a、31b，这些射束轮廓分别具有芯部区域314和边缘区域312a、312b、312c。根据本发明，所展示的射束轮廓31a、31b存在于投影平面中，该投影平面横向于激光束30的传播方向延伸并且位于相互作用区40内部(参见图1和图2)。根据图4a的激光束30在其环形边缘区域312a中具有圆环形的强度最大值，以及强度相对于边缘区域312更低的芯部区域314(还参见图2d)。图4b示出激光束30的线形射束轮廓31b，该射束轮廓横向于进给方向60定向。根据图4b的激光束30在其沿进给方向60的前边缘区域312b中具有前沿强度最大值，并且在其后边缘区域312c中具有后沿强度最大值。直线的强度最大值之间布置有激光束30的同样直线的芯部区域314。

附图标记列表

10 工件

12 工件表面

14 热影响区

16 熔池

20粉末射束(焊接填料)

30 激光束

31a 环形射束轮廓

31b 线形射束轮廓

312a 环形边缘区域

312b 前边缘区域

312c 后边缘区域

314 芯部区域

32a激光束的高斯形强度分布

32b激光束的顶帽形强度分布

32c激光束的凹形强度分布

32d激光束的环形顶帽强度分布

40相互作用区

52工艺窗口-高斯形强度轮廓

54工艺窗口-顶帽强度轮廓

56a工艺窗口-芯部功率为9％的环形顶帽强度轮廓

56b工艺窗口-芯部功率为6％的环形顶帽强度轮廓

56c工艺窗口-芯部功率为3％的环形顶帽强度轮廓

56d工艺窗口-芯部功率为0％的环形顶帽强度轮廓

60进给方向

Claims (13)

1.一种用于激光堆焊的方法，其中粉末状材料(20)和激光束(30)以彼此成角度的方式指向工件(10)的工件表面(12)，使得在相互作用区(40)中借助所述激光束(30)在所述工件表面(12)上方至少部分加热所述粉末状材料(20)，并且将所述粉末状材料沿预定的轮廓焊接到所述工件表面(12)上；

其中，所述激光束(30)具有介于0.4μm与1.1μm之间的范围内的波长；并且

其中，所述激光束(30)在所述相互作用区(40)内在所述激光束的边缘区域(312a，312b，312c)中具有的强度大于所述激光束(30)的芯部区域(314)中的强度，使得所述粉末状材料(20)在进入所述相互作用区(40)中时被施加所述边缘区域(312a，312b，312c)的较大的强度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光束(30)在所述相互作用区(40)内具有射束轮廓(31a)，所述射束轮廓具有基本上环形的强度最大值，其中，所述粉末状材料(20)优选地与所述激光束(30)共轴地指向所述工件表面(12)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光束(30)在所述相互作用区(40)内具有基本上横向于所述激光束(30)的进给方向(60)定向的线形射束轮廓(31b)，所述线形射束轮廓具有沿进给方向(60)的前沿强度最大值和/或沿进给方向(60)的后沿强度最大值，其中，所述粉末状材料(20)优选地以一个或多个线形粉末射束从前面和/或从后面指向所述工件表面(12)。

4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述激光束(30)和所述粉末射束(20)相对于所述工件表面(12)的进给速度大于20m/min。

5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述激光束(30)的边缘区域(312a，312b，312c)中的强度分布构造为基本上平顶形的。

6.根据前述权利要求之一所述的方法，其中在所述相互作用区(40)内，所述激光束(30)的芯部区域(314)中的强度是所述激光束(30)的边缘区域(312a，312b，312c)中的强度的至多90％、优选至多50％、更优选至多10％。

7.根据权利要求1、2、4、5或6之一所述的方法，其中，所述激光束(30)包括芯部射束和环部射束；并且

其中，所述环部射束在所述相互作用区(40)内的外直径是所述芯部射束的直径的至多10倍、优选至多5倍、更优选至多4倍。

8.根据权利要求1、2、4、5、6或7之一所述的方法，其中，所述激光束(30)的外直径、尤其根据权利要求7所述的所述环部射束的外直径在所述相互作用区(40)内为至少500μm、优选至少1000μm、更优选至少2000μm。

9.根据前述权利要求之一所述的方法，其中为了产生所述激光束(30)的射束轮廓，使用多包层光纤、尤其二合一光纤。

10.根据权利要求1至8之一所述的方法，其中为了产生所述激光束(30)的射束轮廓，使用射束成形元件、尤其衍射光学元件(DOE)或多透镜阵列。

11.根据前述权利要求之一所述的方法，其中使用盘形激光器或光纤激光器作为激光束源。

12.根据权利要求1至10之一所述的方法，其中使用二极管激光器作为激光束源。

13.一种用于激光堆焊的设备，所述设备包括：

用于提供激光束(30)的激光束单元，所述激光束在边缘区域(312a，312b，312c)中具有的强度大于所述激光束(30)的芯部区域(314)中的强度；

用于提供粉末状材料(20)的粉末供应单元；以及

控制单元，所述控制单元被设计成操控所述设备以执行根据权利要求1至12之一所述的方法。