فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ (gmaw) از روشهای مهم در ایجاد اتصالات دائمی با کیفیت بالا در قطعات فلزی است. به طور کلی در فرآیندهای جوشکاری، هندسه و کیفیت اتصالات به میزان زیادی وابسته به مقادیر پارامترهای تنظیمی است. مهمترین پارامترهای تنظیمی در روش جوشکاری gmaw، ولتاژ، سرعت جوشکاری، نرخ تغذیه سیم، نرخ جریان گاز و ترکیب گاز محافظ است. کیفیت جوش معمولاً توسط مشخصات مکانیکی و متالورژیکی جوش بیان می شود. هدف اصلی از این پایان نامه، تعیین ارتباط پارامترهای تنظیمی بر هندسه جوش، عرض ناحیه متأثر از حرارت، سختی جوش و میزان مقاومت به ضربه از طریق مدل سازی ریاضی است. در این راستا برای بدست آوردن داده های آزمایشگاهی مناسب و قابل استناد، از رویکرد طراحی آزمایشات تاگوچی استفاده شده و با توجه به ماتریس طرح استخراجی، آزمایشات صورت گرفته است. سپس به منظور ایجاد رابطه ریاضی دقیق بین پارامترهای ورودی جوشکاری gmaw و متغیرهای خروجی، مدل های ریاضی مبتنی بر روشهای میانیابی، بر داده های آزمایشگاهی برازش داده شده است. این مدلها شامل توابع چند جمله ای خطی، درجه دوم و نمایی بوده اند. در مرحله بعد اعتبار مدلهای پیشنهادی به کمک آزمونهای آماری و با استناد بر رویکرد تحلیل واریانس (anova) و سطح اطمینان 95%، تائید شده و بهترین مدلها انتخاب گردیده است. مدلهای انتخابی همچنین با استفاده از آزمایشات جدید، صحه گذاری شده اند. در نهایت مدلهای برتر برای بهینه سازی در الگوریتم تبرید تدریجی (sa) مورد استفاده قرار گرفته اند تا بهترین مجموعه از مقادیر پارامترهای تنظیمی با توجه به خروجی های مطلوب بدست آید. نتایج نهایی نشان دهنده کارایی و قابلیت مناسب مدلها و روش بهینه سازی پیشنهادی است.