Para unir dos archivos de video utilizando el programa mencoder (este programa viene en el paquete mplayer) es necesario crear en primer lugar un archivo temporal con los dos archivos a unir mediante el comando cat, de la siguiente forma:
cat video1.avi video2.avi> tmp.avi
Una vez creado el archivo temporal los uniremos en un archivo final.avi utilizando mencoder, y asignándole un parámetro para que mantenga el codec de audio -oac copy y otro para el de video -ovc copy, por lo que se mantendrá el codec original. Para especificar el nombre del archivo de salida usamos -o. Lo último que ponemos es al archivo a codificar, en nuestro caso el temporal tmp.avi.
La línea final sería entonces:
mencoder -ovc copy -oac copy -o final.avi tmp.avi
Créditos
- Cintia Paz

Otra forma de hacerlo es directamente con el comando:
mencoder -ovc copy -oac copy -o junto.avi trozo1.avi trozo2.avi trozo3.avi
Lo único que debemos tener cuidado es que todos los trozos tengan el mismo número de píxeles y el mismo códec.
En caso de que los trozos tengan codificación diferente (bastante raro), hace falta utilizar los parámetros -ovc y -oac para recodificar el avi. En este caso la operación es más lenta, pero no ofrece ningún tipo de problema. Está todo muy bien explicado en los man (al final hay una serie de ejemplos que clarifican todo el tochazo anterior). Un ejemplo sería:
mencoder -ovc lavc -lavcopts vcodec=mpeg4:vbitrate=800 -oac copy -o junto.avi trozo1.avi trozo2.avi…
Espero que sirva de ayuda a alguien