随着工业生产技术的进步和舰船远海执行任务能力的提升,远洋船舶的制造和水下船体的现场维修技术急需提高。921A钢凭借其在耐压耐腐蚀等方面的优良性能被广泛应用于舰艇的生产制造上。水下激光焊接作为一种新型的自动化水下焊接维修技术,由于具备焊接质量高、受环境影响小等优点而受到人们的重视。搭建了水下激光焊接试验系统,进行了不同水深条件下水下湿法激光焊接试验,结果表明,水深1mm时,焊缝表面成形较好;当水深逐渐增加时,焊缝表面成形逐渐变差,出现起伏不平等缺陷。当水深达到4 mm时,焊缝成形困难,不能形成连续稳定的熔池和焊缝成形。针对水下湿法激光焊接存在的表面成形差、焊接水深适应性窄等问题,提出采用局部干法激光填丝焊接工艺改善水下焊接质量。自主设计并制造三种不同结构的排水装置,并优选一种进行水下局部干法激光填丝焊接试验。对比分析陆上焊接和水下局部干法激光焊接接头质量及特点,对水下局部干法焊接工艺可行性进行验证。实验结果表明,局部干法可以有效提高水下焊接质量,焊缝主要力学性能与陆上焊接相当。选用8mm厚921A钢为母材进行水下局部干法激光填丝焊接试验研究,重点研究了不同环境因素、工艺参数对水下焊接焊缝成形的影响规律,结果表明,随着离焦量的增加,熔宽具有先减小再逐渐平稳的趋势,而熔深具有逐渐减小的趋势;随着焊接速度增大,焊缝表面成形连续性下降;随着环境压力的升高,焊缝熔宽和熔深均逐渐减小;送丝速度较小时,局部干法焊接焊缝表面成形不均匀,随着送丝速度的增加,焊缝成形变得连续均匀。对水下局部干法激光填丝焊接焊缝进行力学性能检测和微观组织分析,结果表明,采用局部干法焊接所得到的接头抗拉强度超过母材的80%,具有良好的焊接质量。随着环境压力增加,焊缝区的硬度变化不明显,而热影响区的硬度逐渐增大。金相分析表明,随着压力的增加,块状铁素体组织变得更加粗大。