焊接是建筑结构用钢连接的主要方式,免预热焊接是绿色节能、提高生产效率、保证焊接接头性能的有效措施。本文主要采用热模拟和实焊验证的方法,研究了不同碳含量（0.15%和0.07%,质量百分数）的390MPa级建筑用钢在不同焊接模拟工艺下的组织性能演变规律,重点探讨了预热、层间温度对热影响区（Heat Affected Zone,简称HAZ）的淬硬倾向、软化、冲击韧性等影响规律,最终确定两种实验钢的最佳焊接工艺及预热温度,主要成果如下:（1）通过焊接热影响区连续冷却转变实验测定了两种钢的SH-CCT（Simulated HAZ Continuous Cooling Transformation）曲线,结果表明:0.07%C 实验钢降低了马氏体组织生成的趋势,不同t8/5条件下主要生成贝氏体和铁素体组织,减小了冷裂倾向。HAZ细晶区（Fine Grained HAZ,简称FGHAZ）的晶粒尺寸明显小于粗晶区（Coarse Grained HAZ,简称CGHAZ）晶粒尺寸,开始相变温度要高于粗晶区,趋向于高温转变。两种钢无论是粗晶区还是细晶区,随着t8/5时间的延长硬度均呈下降趋势,0.15%C实验钢在t8/5低于20s（对应热输入为16kJ/cm）时硬度大于350HV,存在明显的组织硬化现象,而0.07%C实验钢热影响区最高硬度不超过350HV,淬硬倾向降低。（2）采用热模拟的方法进行了不同热输入对焊接热影响区组织与性能影响的实验,0.15%C实验钢在线能量小于20kJ/cm时容易生成淬硬马氏体,0.07%C实验钢在低于40kJ/cm的线能量下为贝氏体组织,大于40kJ/cm时两种钢均出现包围晶粒的先共析铁素体组织,0.07%C实验钢粗晶区冲击性能要优于0.15%C实验钢。两种钢细晶区组织均较细小,以贝氏体和铁素体为主,冲击性能均高于150J,0.07%C实验钢冲击性能相对较好。（3）通过理论计算预热温度和热模拟实验验证不同预热温度对热影响区组织性能影响,得出预热可以改善0.1 5%C实验钢产生淬硬马氏体的倾向,对提高0.1 5%C实验钢细晶区冲击性能效果明显。预热能够增加大角度晶界比例,提高冲击性能,但对晶粒尺寸较大的粗晶区没有明显的改善效果。0.07%C实验钢不同预热温度下冲击性能均大于47J,明显优于0.15%C实验钢。（4）利用热力模拟实验机进行了二次热循环实验,研究了不同碳含量钢二次峰值温度对粗晶区组织性能的影响。结果表明:二次峰值温度为1350℃时,组织与一次热循环下的粗晶区组织相同,为焊接接头薄弱区。二次峰值温度为700℃时0.15%C实验钢生成沿晶界呈链状分布的珠光体组织,恶化了焊接热影响区性能。而0.07%C实验钢由于碳当量低,不易生成链状组织,性能显著提升。（5）通过模拟不同一次预热温度和层间温度对二次热循环组织演变规律发现,一次预热温度能够改善粗晶区组织构成,有缓解淬硬倾向的作用。随着层间温度的增加,临界粗晶区（Inter Critically Reheated Coarse Grained HAZ,简称 ICCGHAZ）中碳元素富集倾向增加,形成了较大的珠光体或碳化物的块状或团状组织,分布于晶界和晶内。0.07%C实验钢碳富集现象不明显,减少了硬相组织的生成。