水下焊接技术是海洋油气设施建造及核电站维修的关键技术之一。按是否采取物理排水措施来分类，水下焊接可分为干法焊接、局部干法焊接和湿法焊接。相比干法和局部干法焊接，水下湿法焊接具有成本低廉、设备简单、操作灵活以及适应性强等优点，加上水下专用焊材的研究不断取得突破，水下湿法焊接的应用前景越来越广阔。水下湿法电弧稳定性与焊缝质量是水下湿法焊接的关键问题，提高水下焊接电弧稳定性和焊缝质量对促进水下焊接技术具有重要意义。本文在高压舱内进行FCAW水下湿法焊接试验，并采集焊接过程中的电压电流信号进行分析处理。以焊接电流、电压和水深三个焊接工艺参数为自变量，设计了三因素五水平的响应曲面（RSM）试验方案，并根据试验数据分别建立电弧稳定性、焊缝成形尺寸和焊缝成形质量与焊接参数之间的响应曲面模型。分析了单一焊接参数以及参数间的交互作用对电弧稳定性、焊缝成形尺寸和焊缝成形质量的影响。此外，本文还对水下湿法焊接电压电流的匹配规律和焊接工艺范围进行了研究。本文所建立的电弧稳定性和余高稳定性指标能够准确反映水下焊接过程的稳定性和焊缝的成形质量。所建立的电弧稳定性、焊缝成形尺寸、焊缝成形质量与电压、电流、水深之间的响应曲面模型具有统计显著性，模型预测值与实际测量值相吻合。本文研究结果表明：（1）随着水深的增大，电弧稳定性总体下降。水深较浅时，可通过提高焊接电流来获得较稳定的焊接电弧。随着水深的增大，焊接电压对焊接电弧稳定性的影响程度增大，在深水中可通过提高焊接电压来获得较稳定的焊接电弧。相同电流下，水深每增加10m，电压应提高0.7V左右。随着水深的增加，可选择的焊接工艺参数范围上移并且变窄。（2）水下湿法焊接焊缝熔宽随焊接电流和电压的增大而增大，并随着水深的增大而减小。焊接参数对熔宽的影响程度大小为：电流最大，电压次之，水深最小。而余高随焊接电流和水深的增大而增大，随电压增大而减小。焊接参数对余高的影响程度大小为：电流最大，电压与水深较小。（3）水下湿法焊接焊缝成形质量受焊接电流的影响较大。在浅水下，试验所选择的焊接参数范围均能获得较高的余高稳定系数，焊接质量较好。随着水深的增加，较好的焊接参数范围向着电流适中，电压增大的方向移动。水下较好的焊接参数范围为电流200-300A，电压33-39V。