高强钢厚板广泛应用于造船、高压容器等领域，不可避免会涉及到平仰位置对接焊。其中仰焊位置由于重力影响，成形极其困难。如何兼顾高强钢厚板平仰位置焊缝成形质量率和焊接效率成为研究重点。本文先通过工艺试验，从焊缝成形的角度，优化工艺参数，再从整个接头微观组织和硬度等方面论证双面双弧新工艺应用于大厚板的可行性和优势。针对仰焊位置成形的特殊性，通过控制液态金属受力和流动情况即控制熔敷金属截面积、采用电弧摆动式焊接，有效提高了焊缝成形质量。同时研究焊接电流、焊接速度、摆动宽度和停留时间对焊缝成形的影响规律，得到优化的工艺参数范围。在此基础上，制定相关焊接规范，成功实现了厚板双面双弧平仰焊。采用OM，SEM观察双面双弧平仰焊接接头热影响区和焊缝区组织，通过经历的热循环分析组织转变规律，结合硬度、XRD和能谱揭示组织与性能的内在联系。结果表明，HAZ近熔合线区域最多可经历3次热循环，组织最为复杂，有原始粗晶区的粗大板条马氏体和临界再热粗晶区的沿晶界分布的网状组织。接头焊缝区焊态组织为针状铁素体、侧板条铁素体和板条马氏体。接头根部由于经历多次回火，板条和针状弱化，趋近于平衡态母材回火索氏体组织。接头层间道间也出现网状组织。硬度结果显示，硬度最大值出现在临界再热粗晶区，晶界上块状网状组织硬度高达450HV。为具体分析网状组织形成机理、对接头韧性的影响和改善措施，利用利用热模拟技术再现这种不良组织。结果表明，网状组织产生必要条件是：组织晶粒粗大是前提；经历最高温度为Ac1~Ac3之间的不完全淬火热循环。网状组织是由富碳和合金元素的块状M-A组元组成，块状M-A组元内部存在不同位向的马氏体板条束。晶内保留原粗晶区大量低碳板条马氏体和少量铁素体组织。临界再热粗晶区中网状组织尺寸最大、数量最多使得韧性最差，相对母材和原粗晶区，韧性损失达19.9%和11.6%。但临界再热粗晶区的冲击和拉伸断裂都属于微孔聚集型延性断裂，没有引起解理断裂，说明网状组织对接头韧性影响不大。同时高温补充回火有助于韧性的改善。