本文根据晶粒细化机制和微合金化理论研制了X80管线钢气体保护焊用焊丝，该焊丝与相应的焊接规范匹配所得的熔敷金属，不仅具有高强度(屈服强度R_p0.2=550MPa，抗拉强度R_m=620MPa)，大部分还具有优良的低温韧性(A_KV-20=70J)。满足了X80管线钢对熔敷金属的强度和韧性要求。其接头性能达到了实际X80管线工程的要求。利用光学显微镜、SEM和TEM等手段对熔敷金属及焊接接头显微组织进行了及断口形貌进行分析。研究了合金元素对X80管线钢气体保护焊焊缝显微组织和性能的影响。试验结果表明：要保证熔敷金属具有较佳的强韧性，就需要合理的控制Ceq。在本文的合金系统下，随着熔敷金属中C、Mn／Si比的升高及O、Mn／C比的下降，韧性得到改善。通过向焊丝中加入适量的Ti和B可在焊缝中获得细小均匀的针状铁素体组织。研究了焊缝中夹杂物的大小和化学性质对针状铁素体形核的影响。作为针状铁素体形核核心的夹杂物，其大小在300～600nm之间，并且是含有C、O、Al、Si、Ti和Mn多种元素的复合夹杂物，一个夹杂物诱发多个针状铁素体形核。因此认为夹杂物作为一种高能的惰性表面，降低了形核能垒，而促进了针状铁素体的形核。