本文采用焊接热模拟技术、力学性能测试手段和材料显微分析方法,研究了高钢级管线钢在焊接过程中焊接热影响区的组织性能。分别讨论了焊接热影响区不同区域的韧性与组织,焊接一次焊接热循环和二次焊接热循环过程对粗晶区韧性与组织的影响规律,焊接局部脆化区的断裂特征以及焊接局部脆化的控制和预防。研究表明,焊接热过程会对高钢级管线钢焊接热影响区不同区域的韧性造成不同程度的损伤,其中粗晶区韧性的损伤最严重,导致韧性降低的原因为粗晶脆化和组织脆化。在单道焊中,当焊接热输入为5～20kJ/cm时,试验钢粗晶热影响区可获得较高的韧性水平,导致韧性提高的原因是多位向分布的针状铁素体和细小的有效晶粒尺寸。当焊接热输入大于30kJ/cm时,试验钢粗晶热影响区的韧性明显降低,导致韧性恶化的原因是晶粒粗化和多边形铁素体等组织的形成。在多道焊时,当二次热循环的峰值温度处于(α+γ)两相区范围时,试验钢的韧性都最低,表现为临界粗晶区(ICCGHAZ)局部脆化。晶粒粗大和粗大M-A组元是导致ICCGHAZ局部脆化的主要原因。结合实验观察和二维ansys有限元分析方法,探讨了高钢级管线钢焊接热影响区的断裂机理。结果表明,在纵横比较大M-A组元内部和其短边基体附近更容易产生微裂纹,因此控制M-A组元形态可以改善焊接热影响区的韧性。基于高钢级管线钢焊接脆化机理的研究结果,从合金设计、焊接热输入、焊接预热温度、层间温度和后热处理等方面,提出了预防和控制焊接局部脆化的途径。