国际小水电联合会“云上小水电讲堂”的第三十一期直播邀请到赵坚高级工程师作《水力机械激光表面处理技术及应用》的专题讲座。讲座分为“水力机械的汽蚀破坏”、“激光表面处理技术概述”、“激光表面处理技术热影响”和“激光技术在水力机械上应用”四个部分。
水力机械的汽蚀破坏
水力机械的汽蚀类型主要有：翼型汽蚀、间隙汽蚀、空腔汽蚀及局部汽蚀，容易产生汽蚀的区域有：混流式水轮机发生在叶片背面下半部出水边、叶片背面与下环交界处、下环立面内侧与叶片交界附近、叶片背面与上冠交界附近；轴流式水轮机发生在桨叶背面出水边以及桨叶与转轮体连接处；冲击式水轮机发生在喷嘴与喷针之间；轴流泵发生在叶片端部和背面外缘处；离心泵发生在叶轮进口密封环间隙处。在水轮机和水泵的设计中一般都会考虑汽蚀问题，也会留出汽蚀余量，但有的水电站由于安装等条件的限制，导致无法满足设计需求，会造成严重汽蚀。同时水中的含沙量、化学物质含量的增加也会加剧汽蚀的发生。汽蚀破坏的机理为：水力机械表面的气泡溃灭所产生的冲击波、微射流以及局部高温，造成表面严重的破坏。
（1）激光器分类
按照激光器工作物质的不同，激光器可以分为以下几种类型：
（2）激光与材料相互作用
随着激光功率增加，激光产生的热输入量增大，激光与材料的作用过程如下：
激光表面处理技术热影响
激光熔覆会使基材产生一定的热应力变形，通过仿真分析可知，该变形量可以通过控制激光功率及改进工艺等措施，将最大变形量控制在允许的范围内。
激光技术在水力机械上应用
研究高抗汽蚀性能的粉末配方，以激光熔覆的方式制备挂样，挂到水轮机流道容易产生汽蚀的区域，经过1年多的实际运行，发现熔覆层具有较好的抗汽蚀性能。
