目前,厚钢板在造船、高层建筑、海洋平台等领域的大型焊接结构方面得到了广泛应用。为了提高焊接效率和质量,进而提高经济效益,焊接热输入不断提高。由于在大热输入焊接过程中,钢板焊接热影响区的晶粒组织会变得粗大,导致钢板焊接热影响区韧性明显下降,严重影响焊接接头的力学性能。因而在保证钢板强度的同时,如何有效改善热影响区韧性成了人们需要解决的主要问题。本文以对大热输入焊接性能需求较为迫切的海洋工程用钢E36为目标钢种,采用氧化物冶金工艺对钢板进行了试制。研究了轧制工艺和正火温度对其组织和性能的影响,并进行了相关大热输入焊接热模拟实验研究。为研究不同正火温度对海洋工程用钢E36的组织与性能的影响,在相同轧制工艺和不同正火温度条件下对冶炼钢进行了处理。通过光学显微镜观察了金相组织,通过冲击实验、拉伸实验检测了钢板力学性能,结果表明:在冲击功方面,在-40℃的条件下,910℃正火钢的冲击功高于轧态钢的冲击功,而890℃和870℃正火钢的冲击功低于轧态钢的冲击功;910℃正火钢的屈服强度、延伸率以及冲击功最高;870℃正火钢的抗拉强度最高;890℃正火钢的综合性能相对较差,而910℃正火钢的综合性能最优。为研究大热输入对钢板焊接热影响区组织及其低温韧性的影响,对910℃正火钢进行了焊接热模拟实验,结果表明:910℃正火钢在200 kJ/cm热输入的焊接热模拟条件下,其组织为晶界铁素体、多边形铁素体和针状铁素体,此时钢板具有较好的低温韧性,但钢中还含有贝氏体时,钢板的韧性会有所下降。通过对相关夹杂物的研究分析,结果表明:尺寸在0.2~5um范围内的含钛化物的复合夹杂物能够有效促进针状铁素体的形核。在上述实验结果的指导下,对钢板进行工业试制,结果表明采用新工艺在工业生产线上试制出的大热输入焊接用海洋工程用钢的各项力学性能均符合国家标准及各船级社规范,模拟焊接热输入能够达到200kJ/cm,实际气电立焊在热输入为304kJ/cm的条件下,焊接热影响区仍具有合格的性能。