近年来,由于陆地石油、天然气资源日益匮乏,人们对海洋石油、天然气的开发利用逐渐增多,水下油气管道的投放量和使用量快速增长,受限于服役年限与所处的海洋环境,水下油气管道需要更换和维修。随着开采深度的不断增加,油气管道所处的压力也在不断攀升,焊接环境压力对水下焊接技术提出很高的要求,而水下高压干法焊接因其较强的适应性和较好的焊接质量成为近年来常用的水下焊接手段,有着非常大的应用前景,因此研究和发展高效、高质量的水下高压干法焊接技术意义重大。本文利用数值模拟软件Fluent软件,对水下高压干式GMAW焊接电弧及熔滴过渡进行数学建模,并进行数值模拟和分析。针对焊接电弧进行数值模拟,结果表明:电弧形状为钟罩形,随着环境压力的提升,电弧收缩,电弧径向弧柱尺寸减少,电弧中心最高温度上升,电弧压力上升,电弧电流密度上升。当环境压力一定,随着焊接电流的增大,电弧收缩程度减小,电弧径向弧柱尺寸增大,电弧中心最高温度上升电弧压力下降,电弧电流密度上升。针对熔滴过渡进行数值模拟,结果表明:随着环境压力的提升,熔滴过渡的形式会有不同形式的变化,如射流过渡、射滴过渡、大滴过渡,熔滴过渡的频率会降低,熔滴的尺寸会增大。当环境压力一定,随着焊接电流的增大,熔滴过渡的频率上升,熔滴的尺寸下降。利用水下高压干式焊接实验舱进行焊接试验,试验中采用高速摄像系统将焊接电弧及熔滴过渡过程拍摄下来,通过试验结果与数值模拟结果进行对比验证,二者结果基本一致,试验验证了数值模拟结果的正确性,因此数值模拟的研究成果对水下高压干式焊接研究具有指导意义。