本发明公开了一种基于单张椭圆成像射线照片的管道焊缝三维重建方法，包括：焊缝图像识别及分割；根据焊缝及管子图像灰度差异还原焊缝根部成形及焊瘤；根据焊缝椭圆开口影像运用逆透视变换还原焊缝根部成形及焊瘤；对焊缝根部成形及焊瘤的外形曲线进行修正；根据焊缝根部焊瘤径向高度曲线坐标生成焊缝区域的外围边界曲线，对通流面曲线和外围边界曲线插值得到能够表征焊瘤区域的三维散点；对三维点云网格化处理，实现由点到面，生成焊瘤三维模型。本发明在不增加火力发电或其他行业小径管焊接质量检测成本的情况下，能准确有效地根据单张二维管道焊缝射线照片进行焊缝三维重建，实现对管子通流具有重要影响的焊缝根部焊瘤进行精确合理的识别控制。