基于上海外高桥造船有限公司建造的JU-2000E钻井平台项目，本文研究了国产Ф323.85mm×28.58mm规格的海工桩腿用X80钢的焊接工艺与焊后接头组织性能。采用冷裂敏感指数法评估了X80钢的冷裂倾向，计算结果表明：X80钢的Pcm值为0.2128%，具有一定的冷裂倾向，结合板厚与焊材扩散氢含量计算得出理论预热温度为24℃；采用斜Y型坡口焊接裂纹试验评定X80钢焊缝及热影响区的冷裂纹敏感性，试验结果表明：X80钢采用DUAL SHIELD II101H4M焊丝的混合气体保护焊在室温（25℃）、预热50℃、100℃和150℃四种情况均不产生裂纹，抗裂性良好。设计使用LB-52U焊条电弧焊根焊、DUAL SHIELD II101H4M焊丝混合气体保护焊填充盖面的工艺，调整不同预热温度与焊后热处理方式进行工艺对比试验，并依据API5L标准要求进行接头力学性能检测试验，试验结果表明：相同焊后热处理条件下，随预热温度的升高，焊缝抗拉强度在小范围内无规律性变化，预热50℃与预热100℃焊缝冲击韧性相差不大，但预热150℃时冲击韧性明显降低，预热温度的变化对接头硬度分布无明显影响；相同预热温度条件下，采用焊后210~230℃保温2小时工艺的接头综合冲击性能明显优于自然冷却和缓冷工艺，而且焊后保温工艺使接头硬度分布更加均匀，即接头性能分布更加均匀。结合近海潮湿严寒的工作环境，推荐选择焊前预热100℃，焊后210~230℃保温2小时为生产最佳工艺，并制作出工程使用的焊接工艺规程。比较焊接接头各部分冲击性能分布，根部焊缝中心和正面熔合线处的韧性明显降低，采用扫描电子显微镜观察接头断口形貌，根部焊缝中心处为准解理断口形貌，正面熔合线处为兼有脆断和韧性断口特征的混合断口形貌，此两处出现了局部脆化现象。采用光学显微镜观察分析，结果显示：根部晶粒严重粗化，先共析铁素体沿晶界呈网状分布，网状结构会加速裂纹扩展，其次晶内板条状的侧板条铁素体与上贝氏体也增加了焊接接头的脆性，焊缝根部脆化是由于根部热输入较高所致；热影响区晶粒明显粗化，其次板条状组织增粗和沿晶界生成的链状M-A组元共同作用导致热影响区局部脆化。