随着低合金钢在压力容器、工程机械、桥梁、船舶等领域的广泛应用,相变对焊接的影响越来越多的引起了人们的重视。由于合金元素的复杂性,低合金钢在经历焊接热循环时可能在不同温度下发生各种的组织转变,产生出性能各不相同的焊接接头,这不仅影响着焊接结构的使用寿命,而且由于相变应变的存在,明显地改变了材料的应力应变关系,对焊接变形和残余应力也有着重要影响。为了研究相变对焊接过程力学行为的影响,本文以船用945低合金钢为研究对象,首先在Gleeble热模拟试验机上测试了材料在接近焊接热循环下的膨胀曲线,探讨了冷却速度和奥氏体晶粒度这两个焊接过程中最重要的因素对组织转变的影响。然后用峰值温度描述奥氏体晶粒度,将奥氏体晶粒度考虑到TTT图中,通过与Gleeble试验测得的膨胀曲线进行对比,验证了scheil叠加原理在扩散型冷却组织转变数值计算中的可行性。接着进行了不同冷却条件下的焊接试验,在利用改进的模式搜索法反演热源参数,准确计算出与实测相符的焊接温度场的前提下,证明了该组织预测方法能够正确描述高温度梯度焊接接头各个区域的组织转变过程。最后,对单向约束下材料经历热循环时的应力应变行为进行了定量分析。采用有限元方法,对satoh试验进行定性研究,探讨了不同热循环参数下相变对残余应力的影响。同时,搭建了焊接变形测试系统,研究相变对焊接变形的影响。