Обеспечение высокого качества сварных соединений является одним из основных аспектов технологического процесса сварки металлоконструкций. Появление дефектов приводит к значительным затратам на их исправление, что также влияет на прочностные характеристики металлоконструкции, и, соответственно, несет риски при дальнейшей эксплуатации. Поскольку процесс сварки в роботизированных комплексах характеризуется большим количеством контролируемых количественных и качественных параметров и значительной ролью оперативно-диспетчерского и ремонтного персонала, задача повышения качества сварки является весьма актуальной. Предложенные в статье модели и методы позволяют оптимизировать управление процессом сварки в роботизированных технологических комплексах. Данная задача решается путем минимизации критерия, характеризующего вероятность возникновения дефекта вследствие критической комбинации событий, каждое из которых в отдельности может и не привести к его возникновению. На основе опыта эксплуатации роботизированных комплексов построено дерево событий, отражающее причинно-следственные связи между событиями, приводящими к возникновению дефектов. Результат достигается путем нахождения минимальных сечений этого дерева, которые соответствуют инициирующим событиям, сочетание которых приводит к появлению какого-либо дефекта. В дальнейшем для каждого сечения строится граф состояний, в соответствии с которым составляется система дифференциальных уравнений Колмогорова-Чепмена, из решения которой определяется вероятность появления дефекта. Реализация разработанного в статье математического обеспечения позволит существенно снизить ущерб от дефектов, повысить качество сварки и стабильность технологического процесса.