随着海底管道铺设长度及服役时间的延长,因管道破损泄漏而引起的事故随之上升,防止及应对管道破损的任务日益艰巨。我国尚无成熟的深水海底管道及重要结构物的修复技术,加快深水管道维修技术及设备的自主研发迫在眉睫。本课题在对海底管道维修技术深入研究的基础上,完成了我国首台水下管道自动焊接舱的设计及相关问题研究,对我国深水管道维焊接修技术的发展起到了推动作用。本研究首先依据水下管道焊接维修工艺要求,确定整个系统的组成与研究技术路线,并完成了焊接舱整体结构的设计。对影响焊接质量的关键操作工艺—焊接舱的排水及干燥过程进行了数值模拟研究。得出最佳排水及干燥工艺参数,为优化结构设计以及附属部件的合理选择提供了参考。再则完成了海底管道无潜式焊接维修舱的设计工作,该焊接舱整体分为三瓣,由驱动室、静态卡爪、焊接室、加热舱、气体循环系统等组成。工作时液压缸推动三瓣闭合抱紧管道,使焊接舱与管道间形成密闭空间,然后经过排水干燥得到焊接所需干式环境；接着位于焊接舱中部的驱动室带动焊接舱绕管道转动；最后焊枪等设备从焊接室中伸出完成管道的焊接。此机构可水下环境通过角焊法连接套筒与管段完成破损管道修复,具有结构紧凑、适应一定的管径变化、可采用GTAW及GMAW两种焊接方法的特点。此外,本课题针对角焊法套筒维修技术焊缝存在间隙的情况,对一定间隙的角焊法进行了探究性试验,得出一定间隙下最优的送丝速度与焊枪移动速度,为后期实验提供借鉴。