在能源危机日趋严重,陆地资源日渐枯竭的今天,人类正将视线逐渐投向海洋,各种海洋结构物不断涌现,海洋资源开发成为全球战略。海洋结构物由于其工作环境恶劣,承受载荷复杂,极易损坏,其安装和维护都离不开焊接与水下焊接。水下焊接技术的合理应用可降低海洋结构物运营成本,缩短其维护周期,加强对其研究和应用对开发海洋事业,提供海洋能源意义巨大。目前水下焊接工作主要依赖潜水员进行水下操作,极少部分实现了潜水员辅助的自动化和智能化技术,焊接效率低,成本高,危险性高。未来水下焊接的发展方向将更多的结合水下机器人与水下焊接工艺,水下焊接机器人将是水下湿法焊接研究的重点课题。本文以研制开发一种适用于实验室水池进行水下焊接试验的水下焊接机器人为目标,开展一系列工作一方面尝试设计与制造水下焊接机器人试验样机,一方面研究适用于该水下焊接机器人的湿法焊接工艺。首先将水下焊接机器人试验样机的研制分为机体框架、浮力模块、动力推进系统、水下自动焊接机构、水下耐压密封舱五个部分的详细设计。针对五个部分分别设计制造了PVC塑料与铝合金开放式机体框架,可调节浮力筒浮力模块,全闭式磁力耦合推进器与ABS材料3D打印浆推进系统,高强度有机玻璃(PMMA)耐压密封舱,滚珠丝杠线性模组焊接机构。并利用理论分析和数值模拟进行各系统进行了理论计算与校核。完成该水下焊接机器人组装调试后,以等离子弧焊接为焊接工艺进行了大量水下湿法焊接试验,得到了良好的焊接参数与焊缝成型。最后从宏观和微观角度对焊缝成型及焊接质量进行分析,并通过拉神试验验证焊接质量良好。为水下焊接机器人深入研究提供借鉴。