水下焊接对于海洋资源开发和设施维护具有重要意义。水下焊接具有成本和永久连接方面的优势。高压干法能够适应深水施工和在气体环境下焊接的特点，是水下焊接中最具前景的方法。目前，我国海底管线系统多采用X65级管线钢，且大部分管道已经服役多年，即将面临更换及维护问题，因此研究X65管线钢的高压熔化极气体保护焊(GMAW)焊接工艺十分必要。本课题在高压模拟舱内于0.4-1.2MPa的环境压力下，对X65管线钢采用不同工艺参数进行焊接试验。对比分析焊接接头组织及性能变化，研究环境压力、工艺参数及保护气体对焊接接头的组织及性能的影响。首先对高压GMAW焊接工艺进行研究。通过在高压环境下进行堆焊试验，研究电源极性、环境压力、工艺参数及保护气体成分对焊缝成形的影响。采用直流正接时，由于飞溅较少，其焊缝成形要由于直流反接。当环境压力较低时(0.8MPa以下)，随着环境压力的增加，焊缝的熔深、熔宽均增加。而当环境压力增加至1.2MPa时，焊缝的熔深、熔宽略有减小。在高压环境下，工艺参数、保护气体对焊缝成形的影响与常压焊接时相同。针对X65管线钢高压干法GMAW焊接工艺，分别制定了对接接头多层焊的打底、填充及盖面焊道的工艺参数。针对不同工艺参数、保护气体成分对X65对接接头焊缝成形、组织及性能的影响进行了研究。环境压力对各层焊道的熔宽及厚度影响很小，工艺参数及保护气体对其影响较大。焊缝微观组织为针状铁素体、先共析铁素体及少量上贝氏体，且随环境压力增大，焊接过程中冷却速度增加，焊缝组织中上贝氏体增加，先共析铁素体形态则由块状向针状转变。焊接接头的粗晶区微观组织为大量马氏体及贝氏体，贝氏体随着环境压力增大而增加。在高压环境下，工艺参数、保护气体对焊接接头微观组织的影响与在常压环境下相同。测定高压GMAW焊接接头的硬度、拉伸强度及夏比冲击功。结果表明：焊接接头的硬度分布规律基本相同，而混合气保护的焊缝硬度有所降低；焊缝金属的抗拉强度大于母材；增大焊接热输入及保护气中加入活性气体均会降低焊接接头的低温冲击韧性。而环境压力对焊接接头硬度、拉伸强度及低温冲击韧性的影响很小。根据分析的结果，对X65管线钢在高压环境下的GMAW焊接工艺提出了改进方案，并通过分析焊接接头的微观组织及力学性能验证改进方案的可行性。