目前国内高强钢焊接材料与国外存在一定差距，特别是与Q960高强钢配套的焊接材料，在某些方面不能很好的满足使用要求，焊接材料不断适应钢种发展要求成为亟待解决的重要问题。本文以高强钢气体保护焊丝作为主要研究对象，以重要的力学性能作为主要评价指标，借助金相显微镜、扫描电镜、透射电镜及X射线衍射仪等仪器，开展了高强钢焊丝熔敷金属成分-组织-性能之间关系的研究，并对采用该焊丝的Q960钢焊接接头组织及性能进行了研究。通过成分设计研制开发了Mn-Ni-Cr-Mo-Ti型高强高韧性气体保护焊丝，焊态熔敷金属屈服强度和抗拉强度分别高于890MPa和940MPa，-60℃冲击吸收功大于47J。随着焊丝中合金元素含量的提高，熔敷金属淬硬性增加，组织由贝氏体向贝氏体+马氏体混合组织转变。通过保护气体对熔敷金属组织性能的影响研究发现，采用Ar+5%CO2时，强韧性最佳，细小板条束的板条贝氏体可有效改善强韧性。贝氏体精细结构研究表明，贝氏体铁素体亚单元中存在较高密度位错，粒状贝氏体中贝氏体铁素体片条间存在对韧性不利的条状M-A组元。为保证熔敷金属优良的强韧性，应尽量使熔敷金属中形成较多的板条贝氏体。通过热输入对熔敷金属组织性能的影响研究发现，热输入增加，强度呈明显下降趋势。熔敷金属组织由贝氏体和板条马氏体组成，热输入为13.7kJ/cm时，贝氏体铁素体板条细小且交错，强韧性最佳。熔敷金属中存在一定量呈薄膜状分布于贝氏体铁素体板条间的残余奥氏体，对韧性有利。Mn2TiO4型复合氧化物可作为晶内贝氏体形核核心，细化组织，提高韧性。采用研制的焊丝焊接Q960钢可获得高强、高韧性的焊接接头，试验热输入范围内，焊接接头抗拉强度达母材技术要求，焊缝金属冲击韧性均较高。随着热输入增加，热影响区冲击吸收功逐渐下降。热输入增加一方面导致粒状贝氏体形成，对韧性不利，另一方面使奥氏体晶粒增大，贝氏体形核质点减少，贝氏体铁素体粗化。