低碳中锰钢（C含量<0.1 wt.%,Mn含量4～12wt.%）由于其独特的组织,含有回火马氏体、逆转变奥氏体、细小的碳化物等相,使中锰钢具有高强度、高延伸率和优异韧性的特点。目前,中锰钢在建筑用钢、压力容器、桥梁、造船以及海洋平台等领域的应用越来越受到人们的关注。对于中锰钢来说,焊接过程是非常重要的环节。对于工程中常用的各类熔焊手段,包括埋弧焊、气体保护焊、手工电弧焊（Shielded Metal Arc Welding,SMAW）等,由于焊接热输入高,造成中锰钢的焊接存在大量问题。在熔焊焊接接头较高的峰值温度影响下,热影响区在高温下容易产生粗大的奥氏体组织,同时中锰钢中含有的较高Mn元素,大幅度提高了材料的淬透性,使冷裂倾向极易在焊接过程中发生,热影响区最终容易生成脆硬、粗大的马氏体组织甚至魏氏体,并且接头还容易产生Mn元素的偏析,严重影响焊接接头的强韧性。搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding,FSW）是一种新型的固态连接技术。搅拌摩擦焊具有较低的焊接热输入量,因此可以避免热影响区组织的过热粗化,降低接头淬硬倾向,可获得高强韧的焊接接头。本文针对中锰钢分别进行了手工电弧焊和搅拌摩擦焊的对比研究。具体分析在不同焊接方法以及不同工艺参数条件下,中锰钢焊接接头的组织演变规律、焊接接头的力学性能以及焊后热处理对搅拌摩擦焊接头的影响规律。本文研究的具体结果如下:手工电弧焊中锰钢焊接接头分为:焊核区、热影响区、临界热影响区以及母材。焊接过程中,熔核区金属完全熔化焊后快速冷却形成大量粗大的马氏体,熔化过程造成Mn的偏析使马氏体板条之间有少量残余奥氏体形成。热影响区受熔核区的影响,峰值温度略低于熔核区,因此热影响区组织为十分粗大的马氏体。随着与熔核区距离的不断增加,峰值温度逐渐降低,峰值分度的影响减弱,马氏体含量降低铁素体含量上升。搅拌摩擦焊中锰钢焊接接头分为:焊核区、热影响区、临界热影响区以及母材。在较低焊接热输入参数400 rpm工具转速下,焊核区峰值温度略高于Ac3,焊核区和热影响区由马氏体和贝氏体双相组织组成;转速为600 rpm的中等热输入量情况下,塑性变形程度增强,焊核区晶粒明显细化,马氏体晶粒大小与母材没有明显区别,中低热输入量焊核区的峰值温度差距不大,因此两个参数下热影响区组织及晶粒尺寸没有明显区别;转速达到800 rpm的高热输入量情况,焊核区峰值温度明显升高,焊核区和热影响区为粗大的板条马氏体;临界热影响区在不同热输入量条件下都由马氏体、铁素体组成,且随着与焊核区距离不断变大马氏体含量逐渐降低。对焊接接头进行回火热处理,降低了热影响区和热影响区中马氏体含量,晶粒大小没有明显变化。400、600和800 rpm搅拌摩擦焊焊接接头在室温下冲击韧性分别为200、204和75 J,由于600 rpm焊接接头比400 rpm发生更强烈的塑性变形,600 rpm焊接接头具有更细小的晶粒,而两者峰值温度没有明显区别,这使600 rpm焊接接头具有更好的冲击韧性。抗拉强度分别为930、930和940 MPa,延伸率分别为10.9、10.8和10.9%。焊核区的组织均为马氏体,抗拉强度和延伸率没有明显区别。600 rpm焊缝分别在200、250和300℃回火2 h后焊接接头冲击韧性分别为161、132和145 J,由于在该温度下发生回火脆化,经过回火热处理的焊接接头冲击韧性没有提高。抗拉强度为930、870和850 MPa,延伸率分别为10.8、8.9和6.5%,回火后C以碳化物的形式在马氏体晶界析出,因此抗拉强度随回火温度的升高而下降,且C在马氏体晶界偏聚降低了焊接接头的延伸率。