随着经济的快速发展，我国各城镇对燃气的需求量越来越大，高压燃气管道的铺设长度逐年增加。无论是对破损的高压燃气管道进行修复，还是对其进行改线改造，都不能离开在役焊接技术。对于输送天然气、石油等易燃易爆的危险物的管道进行在役焊接存在很高的危险性，因此本文对高压燃气管道在不停输的情况下的焊接修复进行研究，为今后的工作提供一定的理论依据和指导。本文利用自行设计的模拟在役焊接实验装置，用流动水作为管道内介质代替天然气进行了套管角焊缝多层多道带压在役焊接试验。针对套管角焊缝在役焊接修复获得的焊接接头，采用多道角焊缝热源校核方法确定了各焊道的双椭球体热源模型参数，模拟得到的角焊接头多道焊熔池形貌与实际接头吻合得比较好。据此用有限元方法对多道焊在役焊接过程进行模拟计算，得到了套管角焊缝多道焊接过程的温度分布情况。利用相变模型，预测了在役焊接HAZ的组织构成及硬度，分析了焊接热输入对HAZ冷却过程中组织转变的影响。通过研究分析得知，换热条件对管内壁节点的热循环特性影响明显，对管外壁节点的影响较小。对于不同的接头焊道设计，第1道焊缝为管表面堆焊的热循环参数均大于第1道焊缝为角焊接头的情况。对套管接头进行在役焊接工艺设计时，应充分考虑接头形式对接头热循环特性的影响。焊接热影响区由大量贝氏体和少量马氏体组成，随着焊接热输入的增加，热影响区生成的贝氏体逐渐增多，马氏体逐渐减少，热影响区硬度值降低。可以通过调节焊接热输入的大小，来控制HAZ马氏体等淬硬组织的生成，有效防止热影响区氢致开裂的发生。