目前管线钢焊接的主要工艺（埋弧焊、手工电弧焊、气体保护焊等）虽能得到较为理想的焊接接头,但高热输入条件会导致焊接接头产生软化和脆化现象,阻碍了管线钢的进一步发展。冷金属过渡焊接工艺（Cold Metal Transfer,CMT）具有焊接热输入低、焊接稳定性好等特点。磁控焊接技术能够提升熔池金属的润湿性,降低焊接接头缺陷的同时细化焊缝晶粒,使焊接接头获得良好的力学性能。将CMT工艺及磁控焊接技术引入X80管线钢焊接,有望在降低焊热输入的同时获得力学性能良好的焊接接头。本文借助焊接热模拟技术,对多道次焊接接头中性能最差的区域——临界粗晶区（Inter-Critically Reheated Affected Zone,ICCGHAZ）组织进行模拟,研究根焊热输入对焊接接头组织及力学性能的影响规律。设计了 X80管线钢三道次CMT焊接工艺,研究根焊热输入对焊缝及其热影响区组织及性能的影响规律。创新性的将磁控焊接技术引入X80管线钢CMT焊接工艺中,利用外加纵向交变磁场对焊接过程进行优化,得到励磁电流对焊接接头组织性能的影响规律。论文主要工作及研究结果如下:（1）采用焊接热模拟技术,进行单、双道次焊接热模拟研究,得到临界粗晶区组织转变机制并研究其随根焊热输入的变化规律,随着根焊热输入的增加（4.3kJ/cm～12kJ/cm）,临界粗晶区基体组织由回火马氏体组织转变为回火马氏体和粒状贝氏体的混合组织,平均马氏体板条宽度由1.36μm增加至2.07μm,粒状贝氏体比例逐渐增加,沿原奥氏体晶界分布的M-A组元由近似连续分布的块状组织转变为链状分布的细长形组织,组织中M-A组元比例由（4.3kJ/cm时）9.7%下降至（12kJ/cm时）6.7%。研究了根焊热输入对临界粗晶区冲击韧性的影响规律,当热输入在4.3kJ/cm～6.4kJ/cm时临界粗晶区韧性高于母材,最高值（4.3kJ/cm时）32.6J超过母材109.8%。（2）设计了针对9mm厚X80管线钢三道次焊接工艺,研究根焊热输入对焊接接头组织性能的影响规律。在低热输入（2.9kJ/cm）下,根焊焊缝组织主要为回火马氏体,随着热输入的增加,马氏体板条间的距离增加,当热输入为6.4kJ/cm时,根焊焊缝组织为回火马氏体和粒状贝氏体,随着热输入的增加（2.9kJ/cm～6.4kJ/cm）,临界粗晶区组织由回火马氏体转变为回火马氏体与粒状贝氏体的混合组织。研究了影响焊缝拉伸性能和冲击韧性的主要因素,得到了最佳焊接工艺参数,根焊热输入为6.4kJ/cm时抗拉强度（663MPa）达到母材的95.1%,冲击韧性（75.3J）达到母材的75%。（3）在X80管线钢CMT焊接工艺的基础上,引入外加纵向交变磁场,研究了磁场强度对焊接接头组织性能的影响机制,外加纵向交变磁场通过洛伦兹力使电弧发生周期性的旋转和扩张收缩运动,对熔池及熔融金属进行搅拌,熔融金属受到洛伦兹力作用会导致熔池对流增强,进而改善了熔池的熔覆性能,抑制了焊缝缺陷的产生。外加磁场优化了焊缝成形性能,解决焊缝正面凹陷及焊缝宽度不均匀的问题,外加磁场能够在一定范围内控制气孔缺陷的产生同时细化焊缝晶粒并消除焊缝组织中粗大的柱状晶,提升焊缝的力学性能。励磁电流为10A下焊缝抗拉强度（687MPa）达到母材水平,冲击韧性（81.9J）达到母材的82.9%。