针对传统熔焊方式焊接管线钢容易在接头产生的冷裂纹、热裂纹、气孔、夹杂、晶粒严重粗化等问题,本文选择一种新型固态焊-搅拌摩擦焊,用于管线钢的连接。通过改变焊接参数来调整焊接热输入（300-800rpm的工具旋转速度,100-200mm/min的焊接速度）,同时施加不同冷却介质（水、干冰+水的混合物、干冰）对6mm厚的两种级别管线钢X52和X80进行搅拌摩擦焊,并对接头的微观组织演变规律及力学性能进行研究,主要结论如下:（1）通过降低工具转速和提高焊接速度可以降低焊接的热输入,使得原奥氏体晶粒细化。X52管线钢随热输入降低焊缝组织由粗板条贝氏体+珠光体转变为细板条贝氏体。冷却介质的施加可以降低峰值温度和高温停留时间。另外,随着冷却介质的施加,焊后的冷却速度也发生显著变化,对最终的相变组织产生很大影响。水冷时组织开始出现马氏体,干冰冷却时组织中出现未溶铁素体。（2）X80管线钢在高热输入下易产生板条贝氏体,低热输入下易产生粒状贝氏体,外加冷却时随介质温度的降低,组织由板条马氏体+板条贝氏体转变为板条马氏体+未溶铁素体。在搅拌区均观察到不同强度的D1、D2、F剪切织构,且前进侧存在较强的F织构和较弱的D1、D2织构;后退侧存在较弱的F织构和较强的D1、D2织构。（3）在不同焊接参数下X52管线钢焊接接头搅拌区的硬度最高,内热影响区和中热影响区的硬度次之,外热影响区和母材的硬度最低。焊接接头搅拌区的的硬度随焊接热输入的减少而增加,或随焊接热循环在高温停留时间的减少而增加。焊接接头的冲击功在600-100条件下由于存在大量珠光体变差,其它空冷条件下冲击功均达到母材的80%。在强制冷却下,冲击功进一步降低且为脆性断裂。所有焊接参数下焊接接头拉伸试样的强度系数均达到母材的90%,延伸率与母材相比显著降低。在空冷条件下均断裂于外热影响区,强制冷却下均断裂于母材。（4）不同焊接参数下X80管线钢焊接接头搅拌区的硬度最高,内热影响区和中热影响区的硬度低于搅拌区而高于母材,外热影响区的硬度最低。搅拌区的硬度随焊接热输入的降低而增高或随焊接热循环在高温停留时间缩短而增高。焊接接头搅拌区的冲击功在400-100中热输入条件下由于存在粗大粒状贝氏体变差,其它焊接条件下焊接接头冲击功均超过母材的85%,强制冷却有利于提高焊接接头的冲击韧性,且在干冰条件下冲击功达到最高。所有参数下焊接接头的强度系数均超过母材的90%,而延伸率与母材相比显著降低。在空冷条件下均断裂于搅拌区,强制冷却条件下均断裂于母材。