本发明提供了一种水轮机座环焊接方法及其装置，首先生成焊接轨迹：根据各部件的尺寸、装配和位置关系建立水轮机座环的三维模型，在固定导叶与上、下环板的相贯线上每隔50~100mm取特征点作为控制点，并将所有控制点拟合得到连续的单个固定导叶的焊接轨迹；在水轮机座环的三维模型上，将单个固定导叶的焊接轨迹整体平移，并进行局部修正，连续生成整个水轮机座环的焊接轨迹；装配水轮机座环；焊前预热；采用机器人焊枪进行自动焊接。本发明机器人焊接过程连续、稳定，显著改进了座环组焊的焊接质量稳定性，焊接效率提高至手工焊的3~4倍；降低了焊接操作者的劳动强度和安全风险；产生的焊缝成形规则、美观，探伤合格率高于同类型手工焊缝。