为了探索不同控轧控冷工艺参数和焊接热循环条件对Q420级耐候钢组织性能的影响,本文主要采用Gleeble热/力模拟试验机,首先研究了不同冷却速度对形变奥氏体连续冷却转变规律的影响,建立了动态CCT图,优化了控冷冷速工艺;并在此基础上模拟了不同冷却速度(1~15℃/s)、终轧温度(820~880℃)、返红温度(530~680℃)下的TMCP工艺过程,分析了TMCP工艺-组织-性能之间的关系;针对试验钢焊接粗晶热影响区,建立了SHCCT图,研究了热输入对试验钢组织及性能的影响。结果表明:根据Q420级耐候钢形变奥氏体连续冷却转变规律研究结果,当冷却速度为0.5~1℃/s时,试验钢的组织主要是多边形铁素体与珠光体,且硬度相对较低;当冷却速度增加到2.5℃/s时,开始出现少量的粒状贝氏体,硬度增加较快;随冷速的进一步增大,粒状贝氏体的数量进一步增多,铁素体晶粒明显细化。当冷却速度为20~30℃/s时,出现板条贝氏体组织。根据不同轧制和冷却工艺条件下试验钢组织和性能变化规律,为了使试验钢满足屈服强度和抗拉强度不低于420MPa和540MPa,屈强比不高于0.85的要求,优化的TMCP工艺参数范围是:终轧温度860~880℃,冷速10~15℃/s,返红温度580~630℃,获得的组织类型为细化的粒状贝氏体和针状铁素体,随冷速增加,终轧温度降低,返红温度降低,晶粒均呈细化趋势。对试验钢的焊接热循环研究表明:随热输入的增大,组织结构变化较大,组织类型由板条贝氏体向粒状贝氏体演变,组织粗化严重。在较快冷速下,试验钢焊接热影响区粗晶区的最高硬度为303(HV0.3),淬硬倾向较低。低温冲击韧性随热输入增大明显降低,在10~30kJ/cm热输入范围内,焊接粗晶区冲击性能满足Q420级耐候钢性能要求。