水下焊接技术是海洋工程钢结构设备建造、组装和维修中的关键性技术，发展水下焊接技术，对推动我国海洋事业的进步具有重要意义。水下焊接通常又可分为湿法、干法和局部干法，其中水下湿法焊接由于设备简单、成本低廉、适应性强而被广泛使用，但由于水的影响，湿法焊接接头的质量往往较差。因此如何改善水下湿法焊接工艺，提高焊接接头质量成为人们关注的热点。近些年来，随着计算机技术的快速发展，数值模拟技术得到广泛应用，成为研究焊接过程的一种重要手段。本文在实验的基础上，建立了水下湿法堆焊的有限元模型，对焊接过程的温度场进行了分析，并成功预测焊接热影响区的组织和性能。由于国内对水下湿法焊接的数值模拟研究还较少，本文所做的工作具有重要的工程意义，可为选择合理的水下焊接工艺，评价焊接接头质量提供理论分析参考。本文首先在自建的水下焊接实验平台上进行了水下湿法堆焊实验，获得了较为合适的工艺参数；对比分析了水下和陆上堆焊接头的焊缝横截面宏观形貌，发现在相同的焊接参数下，水下湿法堆焊获得的焊接接头熔宽大、熔深较浅；通过观察接头金相照片发现由于水下焊接的热输入较小，冷速较大，使得其焊缝和热影响区晶粒相对后者较细，且有更多的低温转变物质产生；对焊接接头各区域进行的硬度测试表明，水下湿法堆焊焊接接头的各区域硬度均高于陆上堆焊接头。基于水下湿法焊接特点，对水下堆焊过程中的热传导过程进行了分析，并引入水的沸腾传热原理，得到了水的对流传热系数随温度变化的曲线，在熟练掌握有限元软件SYSWELD的基础上，开发出应用于水下湿法焊接温度场模拟的散热函数子程序。根据水下湿法堆焊焊缝成型的特点，开发了应用于温度场模拟的组合热源模型：高斯热源+双椭球热源，并通过模拟计算获得了两者的功率系数比为1.2:1；基于该热源模型，利用SYSWELD软件建立了水下湿法堆焊的有限元模型，并对其温度场进行了计算；计算所得熔池形状与实验获得焊接接头的熔池形状基本一致；基于模拟计算结果，分析了焊接过程中焊件温度场的动态变化，焊接熔池的动态变化以及焊件上不同区域点的温度变化情况；最后利用热影响区上点的温度变化曲线求得其t8/5值，并结合Q345钢的CCT图对水下堆焊焊接接头热影响区的组织和性能进行预测，预测结果与实验结果基本一致。