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低合金高强钢因比重小、强度高、塑性和韧性好、焊接性优良等优点，正在逐步代替碳钢和高合金钢，成为钢铁材料的主要发展方向。此类钢在焊接的过程中易形成大而集中的残余应力，可造成脆性断裂、应力腐蚀开裂、降低抗疲劳性能、缩短焊接结构的服役寿命。人们常采取锤击、喷丸、焊后热处理和温差拉伸等工艺来降低残余应力。显然，这些措施不可避免的增加额外的时间和成本。低温相变焊丝是通过控制合金元素的成分来降低马氏体转变温度，达到利用马氏体相变膨胀抵消部分或全部热收缩，从而降低残余拉应力的目的。这种方法无需焊前预热和焊后热处理，不仅在焊接的过程中有效降低了焊接残余应力，节约生产成本，还在疲劳强度、抗应力腐蚀、抗裂纹等方面表现出了更好的性能，增加了实际生产的可行性。 本文通过分析合金元素在钢中的作用以及元素对马氏体转变温度Ms点的影响，结合舍弗勒相图，针对解决低合金高强钢焊接残余应力集中的问题，研制了2种低温相变(LTT)焊丝。并以低合金高强钢Q690为母材，通过和传统同质填充的对比，利用盲孔法进行了残余应力测试，结果显示传统同质填充时，焊缝区为拉应力，纵向峰值为376MPa，横向为197MPa; LTT1和LTT2焊丝填充时，焊缝和其相邻区域均呈现压应力，纵向峰值分别为-311MPa和-513MPa，横向峰值分别为-116MPa和-96MPa，说明利用LTT焊丝可以有效降低残余拉应力，形成有利的压应力。并利用ANSYS对LTT1焊接接头的应力场进行了模拟，结果显示模拟值变化趋势和实测值相一致，说明该建模可以为LTT焊丝在实际的应用中提供参考。利用Geleeble3500测量了不同焊缝熔敷金属应变随温度的变化，同质焊缝在462℃开始发生转变，在400℃左右相变结束，相交引起的膨胀率为0.28％;LTT1焊缝在190℃开始发生转变，约在50℃结束，相变引起的膨胀率可达到0.7％，LTT2焊缝在160℃左右开始发生转变，相变引起的膨胀率约为0.63％，在室温附近结束。通过对LTT1和LTT2的应变曲线计算，说明了二者由相变引起的膨胀足以在焊缝及其相邻区域产生压应力。 利用光学显微镜，扫描电镜等分析测试手段，研究了焊接接头的微观组织和力学性能。OM和SEM分析显示LTT1和LTT2焊缝组织为马氏体和奥氏体的混合组织;XRD分析显示LTT1和LTT2焊缝中残余奥氏体含量分别为3.8％和5.1％;EDS分析显示，受熔敷金属和母材稀释率的影响，焊缝合金成分有不同程度的变化。拉伸性能测试分析显示同质填充属于近强匹配，LTT1和LTT2焊接接头表现了高的屈服强度和抗拉强度，可以满足焊接接头的力学性能。