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本文对采用TMCP工艺研发的Q890钢(TMCP890冈)的焊接性、焊接热影响区(HAZ)组织与性能及焊接工艺进行了研究,为TMCP890钢在工程机械中的应用和推广提供焊接基础数据。本文通过SHCCT图、最高硬度试验和斜Y抗裂性试验对TMCP890钢的冷裂纹敏感性和淬硬性进行了评定,采用焊接热模拟技术研究了单次热循环、二次热循环及不同后热温度下焊接热影响区组织和性能的变化规律,同时对TMCP890钢进行了实际焊接接头的对接试验,研究了热输入及后热温度对焊接接头组织及力学性能的影响。通过TMCP890钢SHCCT图发现当冷却时间t8/5≤18s时,热影响区粗晶区的组织为低碳板条马氏体,硬度值在328～334HV10,t8/5>18s时,粗晶区有板条贝氏体出现,随着t8/5的增加,硬度值逐渐降低。通过最高硬度试验发现,TMCP890钢焊接热影响区最高硬度值为342HV10,焊接时冷裂倾向较小,在临界相变区和亚临界相变区还存在一定程度的软化现象。经过试验验证,发现稻垣道夫等人建立的经验公式适用于TMCP890冈实际焊接过程中t8/5的计算,并将粗晶区的硬度值与焊接热输入和预热温度绘制关系曲线,结果发现,在实际焊接工艺条件下：热输入E在10～20kJ/cm,预热温度To在50～150℃变化时,TMCP890钢粗晶区的硬度值在318～335HV10,硬度值波动幅度较小。通过斜Y抗裂性试验发现25mm厚TMCP890钢在低温预热60℃时,没有冷裂纹出现。通过热模拟技术研究了TMCP890钢单道焊时粗晶区、细晶区和临界相变区组织与性能随t8/5的变化趋势,并且与采用调质工艺生产的QT890钢进行了对比。结果发现,TMCP890钢的焊接热影响区不存在脆性区,而QT890钢的粗晶区和临界相变区为脆性区。在TMCP890钢粗晶区板条间有较多的残余奥氏体存在,而QT890钢粗晶区板条间和板条内出现了大量的渗碳体,M-A组元对TMCP890钢和QT890钢临界相变区的冲击韧性有重要影响。对TMCP890钢焊接粗晶区第二相粒子的固溶及熟化过程进行计算,结果发现当加热温度超过1200℃时,(Ti,Nb)(C, N)粒子会快速固溶,粗晶区晶粒迅速长大,LSW理论可以用来计算焊接过程中粗晶区第二相粒子熟化后的尺寸,随着t8/5的增加,第二相粒子逐渐粗化,粗晶区晶粒发生进一步长大。通过热模拟技术以及示波冲击研究了t8/5=10s时,TMCP890钢粗晶区经不同峰值温度的焊接热循环后组织与性能变化。粗晶区经峰值温度为1350℃的焊接热循环后形成未变粗晶热影响区,晶粒尺寸进一步长大,残余奥氏体量减少,裂纹启裂功和裂纹扩展功均下降,而裂纹扩展功的下降是导致冲击功下降的主要因素。粗晶区经峰值温度为950℃和800℃的焊接热循环后,形成过临界粗晶热影响区和临界粗晶热影响区,冲击功下降明显,过临界粗晶区和临界粗晶区成为热影响区的脆性区。这是因为在过临界粗晶区和临界粗晶区出现了组织遗传现象,在晶界处分布着大量的块状M-A,降低冲击韧性。采用国产GHS90焊丝,在12kJ/cm、15kJ/cm和18kJ/cm三种热输入进行实际焊接接头对接试验研究。随着热输入的增大,焊缝金属和焊接接头的抗拉强度均呈下降的趋势,但均高于母材强度的90%；焊缝金属的冲击韧性随着热输入的增大而降低,而焊接热影响区冲击韧性呈上升趋势；在三种热输入下,焊接热影响区淬硬程度和软化程度均不大。采用250℃、480℃和600℃×2h对焊接接头进行后热处理。随着焊后热处理温度的升高,焊接接头的冲击功和抗拉强度逐渐降低。当后热温度从250℃升高到600℃时,焊接接头的抗拉强度从993MPa下降至755MPa,焊缝冲击功从56J下降至30J,热影响区冲击功从89J下降至16J。通过热模拟试验发现,粗晶区、细晶区经后热600℃×2h后,冲击功分别为2.0J和16J,这是造成热影响区冲击功显著下降的主要原因。