4.2焊条选择
本工程水下焊条采用上海焊条总厂生产的T202防水电焊条。该焊条采用镍铁合金焊芯，为双层涂药层防水、防气电焊条。外层涂有造渣剂和防水剂，具有很强的封闭性，以保证熔焊金属的焊接质量；内层涂有合金剂和脱氧剂以保证电弧稳定和焊缝塑性及金属成分。该焊条可用于带水气或水下结构钢及铸铁管道的全位置焊接，是一种理想的防水电焊条。焊条直径为f3.2、f4.0mm，参考电流(A)130～150，150～180。
4.3焊接设备选择
4.3.1直流焊机
采用2台直流焊机，型号为AX 500型直流弧焊机，其电源电压为V220／380，空载电压V40 90，工作电压V25～40，电流调节范围A120 600，额定负载持续率60％，电动机功率26kW，转速2900r／min，装箱尺寸l300 750 l100mm。
4.3.2湿式焊枪
采用BR 2l湿式焊枪。BR 21湿式焊枪是传统的压缩型电焊条夹持器。BR 21湿式焊枪的特征是：有分度凹口的特大型头部，更易于被握住，成斜角的座子开槽，以便消除摆动，同时将电焊条保持在理想角度，更易于带手套的手拿住。
4.3.3发电设备
采用l台80kW发电机，可以供2个水下焊接班组使用，另外还有配套电箱电缆等。
4.3.4供氧设备
采用2组供氧设备，每组为l台0．9m3空压机、1台1．0m3储气罐和l台高效多级过滤器，还有配套输气橡胶管等，主要向水下焊接人员提供稳定清洁的氧气之用。
4.4船机竹排及固定设备等
4.4.1船机设备
工作船l艘，为36kW机动船，可运载30t货物及带有45m2甲板作业面，主要作移动式水上平台，供阳极块堆放，供焊机、发电、供氧等设备摆放。
4.4.2竹排设备
配备2个工作竹筏，竹筏尺寸为3m 4m。每个竹排作为1个水下焊接组，主要供阳极块摆放安装、安装人员在上部安装固定阳极块之用。
4.4.3阳极固定设备
主要由足够强度尼龙绳或麻绳，分为上部固定套绳，控制阳极块标高的吊绳及阳极块在水下的固定绳。
5.阳极块水下焊接工艺及各个工艺流程控制要求
5.1水下焊接工艺流程
焊前材料设备检查 船机竹排就位 阳极块悬挂 潜水员下水 阳极块固定 钢桩防腐涂层铲除 阳极块水下焊接 阳极块焊缝检查 钢桩电位测试 完工 下一只阳极块焊接。
5.2阳极块质量检查
阳极块进场后，首先检查其质量合格证和原材料化学成分分析报告是否齐全；然后检查阳极块铸造表面有无氧化渣、毛刺、飞边等缺陷，以及表面有无裂纹。如有，是否在允许范围内和焊脚是否符合规范设计要求等；接着，再用磅秤称量每只阳极块的重量，确定是否符合规范偏差要求。查完记录台帐，只有合格的阳极块才可投人使用。
5.3发电机、电焊机、空压机等设备检查
每个工班开工前，必须检查所有设备，填写检查记录。确定所有设备全部正常，才可安排水下阳极焊接。作业后，再进行一次设备检查保养。
5.4船机竹排就位
根据阳极块焊接钢桩部位，把工作船停靠在相应的平台外侧，然后安装人员把阳极块搬放置在竹排上，利用缆绳拉动竹排进入桩区指定位置，把缆绳收紧固定竹排，防止竹排移动。
5.5阳极块悬挂
5.5.1套绳固定
阳极块安装人员站在竹排上，把事先准备好的套绳系在钢管桩上，要求离水面一定距离，并用钢卷尺丈量套绳离桩帽底部距离，根据桩帽底标高换算套绳高程，即Hl=H2-L2(Hl为套绳处高程，H2为桩帽底高程，L2为丈量尺寸)。接着在套绳上悬挂1个吊钩，其位置与阳极块焊接位置基本在一个方向处，以便于悬挂阳极块时使其基本到位，减少阳极块在水中拉动距离。
5.5.2系拴阳极块
用事先准备好的2道腰绳即麻绳系在阳极块本体上下2个端处，供在水下捆绑固定阳极之用。同时吊绳一端系住阳极块铁脚上部位置，系缆端部为吊绳0标尺处，吊绳上有尺寸标记，从系缆底端每10cm做一个尺寸标注；然后安装人员站在竹排上把吊绳挂在套绳吊钩上，接着安装人员把阳极块缓慢放入水中。
5.5.3下放阳极块
安装人员用手拉住吊绳，在阳极块自重作用下缓慢下放吊绳，直至阳极块到设计标高处，即H=H1-Ll-L-d(H为阳极块设计顶标高，Ll为吊绳位于吊钩处读数，L为吊钩长度，d为系缆端部离阳极顶部长度)。
5.6潜水员下水
潜水员穿戴好潜水服后，携带焊枪和焊条从工作船下水，沿着吊绳位置下潜，直至下潜到阳极块水深处，并摸到系在阳极块上的麻绳。
5.7阳极块固定
阳极块固定采用2道腰绳，分别系在阳极体上下部位。要求一端带套头，以便于腰绳另一端易于穿过套头，见图3。当潜水员下潜摸到阳极后，首先搬动阳极使其焊脚部位朝向管桩，接着摸到上部套绳带套头一端，绕管桩，并把腰绳另一端穿过套头，最后收紧腰绳，系在阳极处。待上部腰绳系好后，采用同样方式系好下部腰绳。阳极块固定好后，用手摸一摸焊脚同管桩面结合程度，如果有较大间隙，不满足焊接要求，则用手推一推阳极使其吻合，如果腰绳有松动，则进一步拉紧固定。注意，在固定过程中，如果焊脚处遇到管桩焊缝处，则通过标高调整避开管桩焊缝。
5.8钢桩防腐涂层铲除
阳极块定位后，潜人水员用錾平锤和刮刀铲除钢管桩上需焊接部的涂层和附着物，接着用加重的钢丝刷清理干净。
5.9阳极块水下焊接
每个阳极块有2个焊脚，4道焊缝，每道焊缝长度为 100mm，焊缝焊脚高度 5mm，要求焊缝平整、连接牢固。
5.9.1焊接顺序要求
首先要求焊接阳极块上部焊脚焊缝，然后焊接阳极块下部焊脚焊缝；对于每条焊缝，要求焊接必须从顶部开始，向下移动，这样当潜水员沿着焊接线焊接时，产生的气泡不干扰他的视线。
5.9.2电流值设定
在正式焊接前，电流值必须正确设定，应该在实际焊接之前通过试验焊接来确定，本工程焊电流值为160～180A。
5.9.3焊前要求
确定安全开关断开。要焊接表面清洁。设置电焊机输送合适电流。将电焊条的点弧靠着阳极铁脚使它与焊接线大约成30 角，根据电焊条类型和个人爱好，角度可以从15 到45 。
5.9.4通知送电
用电焊条端头轻敲阳极铁脚直到引起电弧，确定电焊条位于要开始焊接的地方。在某些情况下，在将电焊条插入电焊钳之前，要刮一下其端头。施加足够的压力到阳极铁脚，使电焊条自行消耗。电焊条与阳极铁脚要保持接触，在直线焊缝时，不要摆动。一根焊条刚好能焊接10cm长焊缝，这样避免焊缝不连续，才能保证焊接质量。焊接速度一般为250～300mm／min。
5.9.5电源切断要求
电焊条消耗之后，通知 断电 。那时看管人必须打开安全开关并且使其在更换电焊条时保持打开状态。完成焊接之后，保持电焊条在焊接位置，直至收到证实看管人已 断电 时止。
5.9.6焊接时，即时检查焊缝
焊接完成后，仔细检查焊缝是否连续饱满，是否满足规范要求。如果焊缝不符合规范，要求重新焊接，焊撞前原先堆焊的焊缝必须清洁干净。
5.10焊缝检测
焊缝检测分为2种。第1种针对每个焊缝焊完以后的及时检测，主要采用肉眼观测和用手触摸。第2种检测，主要采用水下摄像，一般在焊接一定数量阳极后，组织专业水下摄像人员抽样进行录像检测，作为验收主要依据。
6.钢管桩牺牲阳极防腐保护效果检测系统
钢管桩在施加牺牲阳极保护施工过程中和交付使用的有效保护期满25a内，将随时对钢管桩的防腐效果进行必要的检测。本工程采用的保护效果检测系统为：
6.1钢管桩电位测量系统
钢管桩电位测量的数据可以定性地判定钢管桩保护效果。本工程在平台面上埋设电位测量点多个，可以随时检测钢管桩的保护电位。在牺牲阳极焊接安装过程中，钢管桩电位由自然腐蚀电位-0.685V～-0.686V不断极化，阳极安装2～3a后，电位达到-0.824V～-0.943V，4～5a后，电位达到-0.907V～-1.009V，6a后测得的钢管桩电位全部达到-1.00V～-1.05V。
6.2保护效果检测挂片检测保护率
为了定量评定钢管桩防腐保护效果，采用挂片检测法测量保护率。即在钢管桩不同部位安装若干试验检测挂片，其中一部分与钢管桩绝缘，即自然腐蚀挂片，另一部分与钢管桩电性连结，即保护挂片。经过一定年限之后，取出挂片进行处理称重，根据失重的大小计算保护率，挂片检测时间分别为5、10、15、20和25a。
7.水下焊接安全技术要求
1)水下焊接人员必须持证上岗。潜水人应每2人1组进行潜水作业，以便互相照应。
2)水下焊接必须做好安全技术交底工作，要详细说明当地水域气象、水深、水温、流速等环境情况。当水面风力小于6级、作业点水流流速小于0.1m～0.3m／s时，方可进行作业。
3)潜水作业时间根据水深和水温而定，一般作业时间为2h左右，在深秋季节以lh为宜，每个班组在水下焊接时，要求先焊接深水位的阳极，逐步焊接浅水位阳极，达到逐步减压作业要求。
4)下潜前，在工作船上应对焊接工具、潜水装置、供气管和电缆、通信联络工具等绝缘、水密性能进行检查。氧气胶管用1.5倍工作压力的热水清洗，管内不得粘附油脂。气管与电缆每隔0.5m捆扎牢固，以免相互绞缠。储气罐出口处安装一套LD-0.5型高校多级过滤器，以清洁气体。
5)焊接人员下潜后，应及时整理好供气管、电缆和信号绳等，使其处于安全位置，以免损坏。
6)在作业点上方，半径相当于水深的区域内，不得同时进行其他作业。水下焊接过程有有毒气体逸出，水上人员应将供气设备置于上风处，以免水下人员吸人有毒气体中毒。
7)潜水焊接人与水面辅助人员之间要有通信装置，当一切准备工作就绪，方可焊接。在焊接过程中，辅助人员应手持水下对讲机，不时与水下潜水员进行通话，即时掌握潜水员在水下的情况，另外电力和空气供给设备要一直保持良好的工作状态，设备一有异常就立刻通知潜水员出水。
8)为防止高温熔滴落入潜水服的折迭或供气管处，烧坏潜水服或供气管，要避免仰焊。
9)焊接电源必须用直流电，禁用交流电。因为在相同电压下通过潜水员身体的交流电流大于直流电流。并且与直流电流相比，交流电稳弧性差，易造成较大飞溅，增加烧坏潜水装置的危险。
8.结束语
本工程水下阳极块的水下焊接工作，前后用了近3个多月。由于组织到位，比较顺利安全完成任务。经过10％水下摄像检查焊缝和电位测量，证明防腐工程质量全面达到了设计要求，钢管桩各部位得到了均匀、良好的保护。