電子束焊接（EBW）是一種融合焊接工藝，其中將高速電子束施加到兩種要連接的材料上。當電子的動能在撞擊時轉化為熱量時，工件熔化并一起流動。電子束焊接通常在真空條件下執行，以防止電子束散逸。

電子束焊接是由德國物理學家Karl-Heinz Steigerwald于1949年開發的，當時他正在從事各種電子束的應用。Steigerwald構思并開發了xxx臺實用的電子束焊接機，該機器于1958年開始運行。美國發明家James T. Russell也因設計和制造了xxx臺電子束焊接機而功不可沒。

自1958年Steigerwald出版了xxx臺實用的電子束焊接設備以來，電子束焊接已在可進行焊接的所有工程領域迅速普及。為了滿足各種要求，設計了無數種焊機，它們在結構、工作空間體積、工件操縱器和射束功率方面都不同。專為焊接應用而設計的電子束發生器（電子槍）可以提供功率從幾瓦到大約一百千瓦的光束。可以實現微小部件的“微焊接”，以及xxx300毫米（如果需要，甚至更大）的深焊接。各種設計的真空工作室的容積可能只有幾升，但是也已經建立了數百立方米的真空室。

具體而言，設備包括：

1. 電子槍，產生電子束，
2. 工作腔，大部分被抽成“低”或“高”真空，
3. 工件機械手（定位機構），
4. 電源以及控制和xxx電子設備。

電子槍

在電子槍中，自由電子是從熱金屬帶（或金屬絲）通過熱發射獲得的。然后通過三個電極產生的電場將它們加速并形成狹窄的會聚束：電子發射帶，連接到高壓（加速）電源（30-200 kV）負極和正極的陰極。高壓電極、陽極。第三個電極相對于陰極帶負電，稱為Wehnelt電極或控制電極。它的負電位控制發射的電子進入加速場的部分，即電子束電流。

通過陽極開口后，電子在稍發散的圓錐中以恒定速度移動。對于技術應用，發散束必須聚焦，這是通過線圈，磁性聚焦透鏡的磁場實現的。

為了使電子槍正常工作，必須相對于加速電子透鏡和磁聚焦透鏡的光軸完美地調整電子束。這可以通過在聚焦透鏡之前施加一些特定的徑向方向的磁場和垂直于光軸的強度來完成。這通常是通過一個簡單的校正系統來實現的，該校正系統由兩對線圈組成。通過調節這些線圈中的電流，可以產生任何所需的校正場。

通過聚焦透鏡后，光束可以直接或通過偏轉系統偏轉后用于焊接。它由兩對線圈組成，每個X和Y方向一個。這些可以用于“靜態”或“動態”偏轉。靜態偏轉對于通過焊接精確定位梁很有用。動態偏轉是通過向偏轉線圈提供可由計算機控制的電流來實現的。這為電子束應用開辟了新的可能性，例如表面硬化或退火，精確的電子束定位等。

快速偏轉系統也可以用于成像和雕刻（如果配備了適當的電子設備）。在這種情況下，設備像掃描電子顯微鏡一樣操作，分辨率約為0.1毫米（受光束直徑限制）。在類似的模式下，由計算機控制的細光束可以通過熔化薄的表面層在金屬表面“寫”或“畫”圖片。

工作腔

自從1950年代末xxx臺電子束焊接機問世以來，電子束焊接的應用迅速普及到所有發達國家和工業領域。到目前為止，已經設計和實現了無數種各種類型的電子束設備。在大多數情況下，焊接是在高真空或低真空環境下的工作真空室內進行的。

真空工作室可以具有任何期望的體積，從幾升到幾百立方米。它們可以配備電子槍，以提供任何所需的功率高達100 kW的電子束，如果需要，甚至更高。在微電子束裝置中，尺寸可以精確到十分之一毫米的部件可以被精確焊接。在具有足夠高功率電子束的焊機中，可以實現300 mm深的焊接。

還有一些焊接機，其中電子束從真空中帶到大氣中。使用這種設備，無需巨大的工作室即可焊接非常大的物體。

工件機械手

即使沒有在真空中實現，電子束焊接也永遠不能“手動”進行，因為始終會產生強烈的X射線。梁和工件的相對運動通常是通過工件的旋轉或線性移動來實現的。在某些情況下，可通過計算機控制的偏轉系統移動光束來實現焊接。工件機械手大多是單獨設計的，可以滿足焊接設備的特定要求。

電源、控制和xxx電子設備

編輯

電子束設備必須為束發生器提供適當的電源。加速電壓可以在30到200 kV之間選擇。通常取決于各種條件，約為60或150 kV。隨著電壓的升高，技術問題和設備價格迅速上升，因此，只要有可能，就應選擇大約60 kV的較低電壓。高壓電源的xxx功率取決于所需的xxx焊接深度。

高壓設備還必須為陰極加熱提供5 V以上的低壓，為控制電極提供高達約1000 V的負電壓。

電子槍還需要用于校正系統，聚焦透鏡和偏轉系統的低壓電源。如果要提供計算機控制的成像，雕刻或類似的光束應用，最后提到的可能會非常復雜。

可能還需要復雜的電子設備來控制工件機械手。