فرآیند جوشکاری الکترود غیرمصرفی با گاز محافظ (تیگ) به سبب کیفیت بالای اتصال یکی از روش¬های مهم جوشکاری محسوب می¬گردد. یکی از کاربردهای مهم این روش جوشکاری اتصال ورق¬های آلومینیوم است. در پژوهش حاضر، نحوه تأثیر پارامترهای مختلف جوشکاری به طور هم¬زمان بر روی هندسه اتصال و سطح ناحیه متأثر از حرارت گرده جوش آلیاژ آلومینیوم 5052 مورد بررسی و بهینه¬سازی قرار گرفته است. پارامترهای مورد بررسی شامل شدت جریان جوشکاری، فرکانس جریان، سرعت حرکت مشعل و فاصله بین الکترود با قطعه است. به منظور گردآوری داده¬های تجربی، تعدادی آزمایش هدفمند به کمک روش طراحی آزمایشات و طرح مرکب مرکزی طراحی و اجرا گردیدند. سپس به کمک توابع رگرسیونی، مدل سازی فرآیند برای سه خروجی نسبت ارتفاع به عرض جلویی، نسبت ارتفاع به عرض پشتی و مساحت ناحیه متأثر از حرارت مقطع گرده جوش، صورت گرفت. سپس براساس نتایج تحلیل¬های آماری، مجموعه مدل¬های اصلح انتخاب گردید. در مرحله بعد مدل¬های انتخابی در بهینه سازی تک معیاره و چند معیاره پارامترهای جوشکاری برای دستیابی به اتصالی با شاخصه¬های مطلوب به کارگرفته شد. در این راستا، از روش رویه¬ی پاسخ و الگوریتم فرا ابتکاری تبرید شبیه سازی شده برای بهینه¬سازی تک هدفه و چند هدفه استفاده شد. مقایسه نتایج محاسباتی در مقابل داده¬های تجربی، عملکرد مناسب روش¬های آماری و بهینه¬سازی پیشنهادی را تصدیق می¬کند.