امروزه صنعت جوشکاری، آن هم به شیوه های نوین در دنیا جایگاه خاصی پیدا کرده است. با توجه به نیاز روز افزون به لوله های انتقال نفت و گاز و دستیابی به تکنولوژی تولید آن در داخل کشور، افزایش کیفیت لوله های تولید شده امری اجتناب ناپذیر است. یکی از شیوه های نوین جوشکاری، جوشکاری زیر پودری است که به دلیل ویژگی های خاص در میان انواع روش های جوشکاری، کاربرد فراوانی در صنعت داشته و با تحقیق در پیدا کردن سطح مناسبی از متغیرهای ورودی، این روش می توان به نتایج مطلوب و بهینه سازی فرآیند جوشکاری دست یافت. برای دست یابی به کیفیت مطلوب جوش، نیاز است که رابطه متغیرهای موثر جوشکاری روی هندسه جوش مدل سازی شود. اهمیت این مطلب بدان خاطر است که خصوصیات مکانیکی جوش نیز تحت تاثیر هندسه جوش قرار دارد. علیرغم استفاده گسترده از این فرآیند، به علت فقدان مدل مناسب، هنوز جوشکاری تمام اتومات با مشکلاتی مواجه است. از این رو در این پایان نامه، با استفاده از داده های آزمایش های تجربی و مدلسازی به بررسی و مطالعه پیرامون مدل سازی و بهینه سازی متغیرهای ورودی جوشکاری زیر پودری پرداخته شده است که رابطه ای مستقیم با هندسه گرده جوش دارند. بدین منظور از پنج فاکتور متغیر با پنج سطح استفاده شد و مدل های ریاضی توسط الگوریتم ژنتیک و رگرسیون چندگانه توسعه داده شد. بر اساس آرایه های متعامد برای 5 متغیر ورودی جریان جوشکاری، ولتاژ جوشکاری، فاصله نازل تا قطعه کار، سرعت جوشکاری و ضخامت پودر نانو اکسید منیزیم با انجام 32 آزمایش به بررسی متغیرهای خروجی ارتفاع، پهنا و عمق نفوذ جوش، درجه رقت، سختی منطقه متاثر از گرما و سختی منطقه ذوب شده فولاد st37 پرداخته شده است.