近年来,随着电力需求的不断增加,特高压铁塔在全国骨干输电线路中的应用越来越广。而Q420低合金高强钢在特高压铁塔中的应用能够增加铁塔的结构强度,有助于提升其承载能力和经济效益。然而,Q420低合金高强钢由于钢材化学成分所限导致其焊接性较差,主要表现在焊接接头裂纹产生倾向较大,接头韧性不足等方面,对该钢种在特高压铁塔中的推广应用非常不利。目前,关于Q420钢在特高压铁塔焊接中的报道较少,缺乏相应的理论和实践指导实际生产。本文针对用于特高压铁塔的低合金高强钢焊接接头组织性能问题,详细阐述低合金高强钢的焊接性理论及其评估方法,对Q420钢焊接特性进行了理论与实践研究,从微观组织角度研究其焊接接头组织性能的优化与理论基础,并依此提出焊接工艺优化和采用焊缝稀土合金化等措施降低焊接裂纹、改善焊缝金属韧性等Q420钢焊接接头性能优化方案,最后采用焊接试验、金属成分分析试验、力学性能试验、显微组织测试等方法,研究专用焊材中添加稀土Ce元素对低合金高强钢焊接接头组织性能的影响及其作用机理。本文主要结论如下：面向特高压铁塔的Q420低合金高强钢焊接冷裂纹产生倾向较大,有一定的焊接热裂纹倾向,并且焊接接头的韧性不足；为此,实施焊接工艺优化：焊前采取90℃的预热、限制焊接热输入在10-20kJ/cm之间；同时采取焊缝稀土合金化优化Q420钢焊接接头组织性能的关键措施,稀土Ce元素通过脱氧、脱硫反应过渡到焊缝中,减少杂质元素,且适量的Ce元素通过细化、球化焊缝金属夹杂物,使其作为高能惰性界面介质诱导针状铁素体的形成,增加其含量,减少粗大的先共析铁素体和侧板条铁素体,纯净细化焊缝金属组织,提高焊接抗裂性,降低焊接裂纹生成倾向,增强焊缝金属韧性。因此Ce元素能够有效地优化Q420钢的焊接接头组织性能。本研究对面向特高压铁塔的低合金高强钢专用焊材中添加稀土Ce元素提供字详实的理论依据和实践数据。