本发明提供了一种用于碳钢支管焊缝维修的在线堆焊修复方法，其根据收集的碳钢支管焊缝的原始数据对堆焊结构进行设计，确保堆焊结构满足结构强度和结构完整性对最小有效壁厚要求，并按照设计的堆焊结构对碳钢支管焊缝进行堆焊修复，施焊时通过控制焊接工艺(包括热输入、焊道搭接)和堆焊结构实现对碳钢结构修复的回火效应，实现了碳钢支管焊缝现场修复时焊后免除焊接热处理条件下的质量保证。与现有技术相比，本发明对碳钢支管焊缝进行在线堆焊修复时，不需要停运系统或隔离管道，可免除焊后热处理，通过结构补强和应力改善，可保障碳钢支管焊缝满足全寿期运行要求。