فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ (gmaw) از روش های مهم در ایجاد اتصالات دائمی با کیفیت بالا در قطعات فلزی است. بطور کلی در فرآیندهای جوشکاری، هندسه و کیفیت اتصالات بمیزان زیادی وابسته به مقادیر پارامترهای تنظیمی است. مهمترین پارامترهای تنظیمی در روش جوشکاری gmaw، سرعت جوشکاری، ولتاژ، نرخ تغذیه سیم، فاصله نازل تا صفحه و زاویه نازل نسبت به صفحه جوشکاری است. کیفیت جوش معمولا توسط هندسه گرده جوش بیان می شود که خود شامل ارتفاع، پهنا و عمق نفوذ گرده جوش می باشد. هدف اصلی از این پایان نامه، تعیین ارتباط پارامترهای تنظیمی بر هندسه جوش از طریق مدلسازی ریاضی است. در این راستا برای بدست آوردن داده های آزمایشگاهی مناسب و قابل استناد، از مبانی طراحی آزمایشات استفاده شده و با توجه به ماتریس طرح استخراجی، آزمایشات صورت گرفته است. سپس بمنظور ایجاد رابطه ریاضی دقیق بین پارامترهای ورودی جوشکاریgmaw و متغییرهای خروجی (هندسه گرده جوش)، مدل های ریاضی مبتنی بر روش های میانیابی، بر اساس این داده های تجربی بدست آمده در آزمایشگاه توسعه یافته است. این مدل ها شامل توابع درجه اول، درجه دوم و درجه دوم تعدیل یافته بوده اند. سپس با استناد بر رویکرد تحلیل واریانس (anova) و سطح اطمینان 95% ، انطباق این مدل ها بر فرآیند واقعی بررسی شده و بهترین مدل انتخاب گردیده است. اعتبار مدل پیشنهادی بکمک آزمون فرضیات آماری صحه گذاری و تائید شده است. در پایان بهترین مدل ارائه شده برای بهینه سازی با استفاده از الگوریتم تبرید تدریجی (sa) مورد استفاده قرار می گیرد تا بهترین مجموعه از مقادیر پارامترهای ورودی با توجه به خروجی دلخواه داده شده به برنامه بدست آید. مقایسه نتایج بهینه سازی با مقادیر تجربی نشان دهنده عملکرد بسیار خوب روش پیشنهادی در این رابطه است. این تحقیق با توجه به شرایط و مواد مورد استفاده در خطوط انتقال گاز و با حمایت شرکت گاز استان خراسان رضوی انجام یافته است.