水下焊接技术在海底管线铺设、深远海域海上风电开发、海上基地级舰船维保及在役修复、强辐射核事故应急水下修补、人工岛礁建设等大型涉水结构物的建造及后续维修保障领域具有重要作用。特别是局部干法焊接不仅集成了湿法焊接操作简单、成本低的优点,同时又具备干法焊接对电弧保护的效果,具有十分广阔的应用前景。局部干法水下焊接中,熔滴过渡决定了焊缝成形,同时也是焊接过程的重要研究目标。而局部干法水下焊接由于存在受水影响大、过程不易观测等难题,熔滴过渡相关研究相对较少,不利于探究工艺参数对局部干法水下焊接的影响机制。为了深入掌握局部干法水下焊接的熔滴过渡特性及规律,提高局部干法焊接在复杂水下工况的应用水平,本文基于数值模拟和工艺实验的方法展开对局部干法水下焊接的熔滴过渡特性的研究,主要内容如下:首先,针对局部干法水下焊接易受干扰、稳定性差等问题,搭建了包括专用高频碳化硅焊接电源及微区域强排水装置在内的专用水下焊接实验平台,能够实现稳定的局部干法水下焊接;针对水下局部干法焊接熔滴过渡过程图像获取受到气泡、光的折射等干扰问题,采用以镝灯为背景光源的图像采集系统,能够顺利获取局部干法水下焊接过程的熔滴过渡图像;同时对焊接过程电信号进行采集为焊接过程熔滴过渡提供辅助分析。其次,利用数值模拟方法建立了局部干法水下焊接熔滴过渡的二维数值模型,探究了气体压力、送丝速度和脉冲电流对熔滴过渡过程的影响,结果表明脉冲电流是影响熔滴过渡模式的决定因素,水下环境压力阻碍了熔滴过渡过程,送丝速度对熔滴过渡的影响与脉冲电流有关;同时基于对比焊接实验,得到的熔滴过渡特性与模拟结果误差较小,验证了数值模拟模型的准确性,为水下局部干法焊接进一步提供了参考。随后,分析了陆上焊接熔滴过渡常见形式及脉冲焊接熔滴过渡原理,在数值模拟基础上进行了不同焊接工艺参数的局部干法水下焊接实验。利用高速摄影系统和电信号采集装置,探究工艺参数对局部干法水下焊接熔滴过渡的影响规律,结果表明局部干法水下焊接存在短路过渡、射滴过渡、大滴过渡及球状排斥过渡。其中,射滴过渡稳定性好焊缝成形质量高,是局部干法水下焊接的理想熔滴过渡形式,与陆上典型熔滴过渡相比,水下高压及复杂环境对熔滴过渡过程的影响是负面的。最后,分析了不同脉冲峰值电流及脉冲频率时熔滴过渡对焊缝成形的影响规律。分析了不同工艺参数熔滴过渡与焊缝成形的关系,以陆上焊接熔滴过渡的力学分析理论为基础,在考虑水下焊接条件和实际特点的情况下,构建了不同熔滴过渡形式下局部干法水下焊接熔滴过渡受力分析模型,研究了不同工艺参数对熔滴过渡的作用机理,解释了局部干法水下焊接过程中的熔滴排斥过渡现象的原因,阳极斑点上爬是排斥现象出现的前提条件。