水下焊接技术是海上油气平台建造、海底管道铺设维修、跨海大桥的建造及维护等现代海洋工程中不可或缺的技术之一。基于自保护药芯焊丝的水下湿法焊接技术不需要特殊排水设备,以其操作方便,效率高、成本低等诸多优点适应了焊接生产自动化和智能化方向发展的趋势,越来越受到人们的重视。本文通过检测药芯焊丝水下湿法焊接过程电弧气泡及熔滴图像,通过对比熔滴过渡及气泡的行为与电参数之间的关系,开展脉冲电流对熔滴过渡控制技术的研究,分析脉冲电流对气泡及熔滴过渡行为的影响,设计波形实现脉冲电流对熔滴过渡及气泡调控,通过提高熔滴过渡频率,减小熔滴直径大小,有效改善焊接过程稳定性,获得良好的焊缝成形。利用水下湿法焊接熔滴过渡图像拍摄方法并对其进行优化改进,获取了包含熔滴、气泡、电弧等信息的清晰图片。利用视觉信号与电信号同步分析处理系统进行数据分析,总结了水下湿法焊接过程中影响熔滴过渡行为的多种因素,初步分析了复杂的焊接条件下熔滴受力情况。并对这些因素及熔滴受力条件进行可调控性分析,验证了脉冲电流对水下湿法药芯焊丝焊接过程中熔滴过渡调节控制的可行性。通过分析采集到的数据发现,在脉冲电流条件下,由于焊丝的熔化、电弧出现的漂移和转动情况以及特殊的水下环境,影响熔滴受力及过渡行为的因素体现在多个方面,包括熔滴自身的行为及自身重力、由于焊丝熔化速度带来的产气量变化,以及由于电弧的不确定行为带来的电弧力大小及方向变化。通过对这些影响因素进行总结归述及可控性分析,发现水下湿法焊接过程中熔滴过渡行为的变化是在脉冲电流变化与气泡行为变化交互耦合影响作用下产生的,随着脉冲电流的变化,气泡出现不同的脱离模式,在这不同的气泡脱离模式下熔滴受力平衡发生变化,脉冲电流的变化同时对气泡及熔滴施加影响,在一定程度上对熔滴过渡过程进行调节控制。总结了脉冲电流升降变化幅值大小对熔滴行为影响规律,得出在平均焊接电流180 A,焊接电压27 V时,电流升降变化值大小为60 A时,熔滴过渡周期时间为152 ms,熔滴直径大小为2.67 mm,约为焊丝直径大小(1.6 mm)的1.6倍。总结了脉冲电流对气泡生长规律的影响,结合气泡对熔滴过渡产生的影响以及熔滴在特定条件下生长到一定大小所需时间,以此为依据优化设计脉冲波形,并进行实验,通过检测电信号以及视觉信号发现,熔滴过渡频率由原4.4 Hz提升到7.52 Hz,且熔滴直径由原7.2 mm左右减小到2.45 mm(焊丝直径的1.5倍大小),显著提升了熔滴过渡频率、降低了熔滴尺寸。