管线钢因其优良的力学性能,在石油管线的输送中被广泛使用。但是由于焊接方式的多样性,及焊后焊接接头的力学性能变化复杂,且易受输送压强变化的影响,在外界环境等多种因素的综合作用下,极大地限制了管线钢使用寿命。其中焊接接头各区域残余应力的大小与变化规律,在管线钢的破坏中起着至关重要的作用。如何能均衡焊接接头各区域的残余应力,减少应力幅差,摸清焊接接头残余应力在各种焊接工艺条件下的变化规律,成为管线钢焊接中至关重要的因素。本文采用碳当量不同的3种钢材,分别为30CrMnSiA、16Mn、X80做对比,焊前调整其组织的均匀性,然后分别制定焊接工艺进行焊接,采用ANSYS热模拟和X射线应力测试,研究焊后板材中心部位,在垂直于焊缝的方向上,纵向应力和横向应力的变化,并观察焊接接头微观组织形貌,分析组织对应力的可能性影响；最后通过HV和拉伸性能分析,进一步研究应力与硬度,以及应力对断裂的影响。试验表明,在焊接接头的应力研究中,相变应力是不可忽略的,焊接接头区域的应力是热应力与相变应力的共同作用,在焊接接头的熔敷金属中,应力变化并没有规律,在熔合区附近,一般都有较高的应力趋势,而在细晶区,应力都是最低的,这与ANSYS模拟出来的热应力曲线是有差别的。通过测定HV分布曲线,发现纵向应力和横向应力与硬度之间并没有较好的吻合性,但并不排除显微硬度与应力之间有某种关系存在；通过拉伸试验,从断裂位置上看,本文认为,在应力较高的区域、应力梯度较大的位置,有较大的萌生裂纹并发生断裂的倾向。