水下高压焊接由于其良好的焊接质量和较好适应性，是水下较大空间重要结构物焊接修复的核心技术，适用于海洋结构物、核电站堆内构件及地铁盾构机刀盘和刀具的现场应急修复等作业场合。MIG焊接具有高效率和便于实现自动化等优点，是水下高压焊接的主要发展方向，但由于受水下环境影响显著，良好熔滴过渡状态难以实现，因此目前研究和应用受到一定限制。而在水下高压干式焊接中引入激光，可以通过激光照射熔滴时产生的反冲作用力帮助分离熔滴，并调节激光参数获得理想的熔滴过渡状态。为直观研究熔滴过渡状态，搭建了高速摄像系统。通过优选背光器件、合理设计光路系统以及优化组合减光片和滤光片，能够对焊接熔滴过渡过程的图像进行清晰显示和记录，为随后的图像处理提供了可靠图像信息来源。为适应高压环境的拍摄需要，设计了高速摄像保护装置，保证了在高压环境下进行正常的焊接图像采集和熔滴拍摄。为进行高压环境下的激光辅助试验，并确保高压环境对激光焊接头系统不产生影响，通过对激光光斑的尺寸以及聚焦光路的计算,设计了激光穿舱系统，确保激光从常压到高压环境过渡时激光方向不发生改变，同时保证了高压舱的密封性，为进行高压下的激光辅助焊接试验奠定了硬件基础。为验证激光对熔滴过渡的辅助作用，建立了一套常压环境下激光辅助熔滴过渡试验系统，开展了常压环境的激光辅助试验。针对短路过渡状态的试验参数，进行了使用激光辅助前后的熔滴过渡状态对比研究，证明加入辅助激光能够使熔滴过渡形式发生改变，且通过计算发现引起改变的是激光的反冲作用力而不是激光辐射热量。为量化激光对熔滴过渡状态和熔滴尺寸的影响，针对熔滴过渡高速图像进行了熔滴边缘检测和提取，并对提取结果进行了对比分析，结果表明一定功率密度的激光对熔滴过渡状态具有明显的改善作用。在上述系统搭建和常压焊接试验的基础上，进行了0.2MPa、0.4MPa和0.6MPa三种压力环境下不同激光功率密度的激光辅助MIG试验，使用高压环境下高速摄像系统进行熔滴图像采集，观察熔滴过渡状态的变化过程，并记录各个压力环境下实现从滴状过渡向喷射过渡转变时的激光功率范围，通过编写熔滴轮廓识别与尺寸标定相关算法，对熔滴过渡图像进行处理，并将相同压力下不同激光功率的熔滴过渡图像进行对比分析，获得了激光功率、熔滴尺寸和环境压力大小之间的对应关系，为进行高压环境下激光辅助熔滴过渡的闭环控制奠定了部分基础。本文的创新之处在于以下几点：首次将激光辅助熔滴过渡控制技术引入到水下干式焊接试验当中，开展60m水深范围内水下高压干式焊接工艺参数、辅助激光参数和环境压力对水下高压MIG焊接熔滴过渡状态影响规律研究；针对获得的熔滴过渡图像，首次开展水下压力环境激光增强熔滴过渡图像处理技术研究。课题相关研究成果能够丰富水下焊接理论研究内涵，为稳定的水下MIG焊接熔滴过渡状态实现并对其精确闭环控制奠定基础,具有一定的科学价值。