在電子槍中，自由電子是從熱金屬帶（或金屬絲）通過熱發(fā)射獲得的。然后通過三個電極產(chǎn)生的電場將它們加速并形成狹窄的會聚束：電子發(fā)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(fā)射的電子進入加速場的部分，即電子束電流。

為了使電子槍正常工作，相對于加速電子透鏡和磁聚焦透鏡的光軸地調(diào)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(tǒng)來實現(xiàn)的，該校正系統(tǒng)由兩對線圈組成。通過調(diào)節(jié)這些線圈中的電流，可以產(chǎn)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(zhuǎn)系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)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(tài)”或“動態(tài)”偏轉(zhuǎn)。靜態(tài)偏轉(zhuǎn)對于通過焊接定位梁很有用。動態(tài)偏轉(zhuǎn)是通過向偏轉(zhuǎn)線圈提供可由計算機控制的電流來實現(xiàn)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，的電子束定位等。

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，尺寸可以到十分之一毫米的部件可以被焊接。在具有足夠高功率電子束的焊機中，可以實現(xiàn)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(shè)備，無需的工作室即可焊接非常大的物體。

即使沒有在真空中實現(xiàn)，電子束焊接也永遠不能“手動”進行，因為始終會產(chǎn)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(zhuǎn)或線性移動來實現(xiàn)的。在某些情況下，可通過計算機控制的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)移動光束來實現(xiàn)焊接。工件機械手大多是單設(shè)計的，可以滿足焊接設(shè)備的特定要求。

電子束設(shè)備為束發(fā)生器提供適當?shù)碾娫?。加速電壓可以?0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(shù)問題和設(shè)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功率取決于所需的焊接深度。

電子束焊機加工是在真空條件下，利用電流加熱陰極發(fā)射電子束，帶負電荷的電子束高速飛向陽極，途中經(jīng)加快極加快，并經(jīng)過電磁透鏡聚集，使能量密度十分會集，可以把一千瓦或更高的功率會集到直徑為5～10μm的斑駁上，獲得高達109W/cm2左右的功率密度。如此高的功率密度，可使任何材料被沖擊部分的溫度，在百萬分之一秒時間內(nèi)升高到攝氏幾千度以上，熱量還來不及向周圍擴散，就已把局部材料瞬時熔化、氣化直到蒸騰去除。隨著孔不斷變深，電子束焊機照耀點亦越深入。由于孔的內(nèi)側(cè)壁對電子束發(fā)生"壁聚集"，所以加工點或許到達很深的深度，從而可打出很細很深的微孔。

電子束焊按被焊工件所在環(huán)境的真空度可分為三種：高真空電子束焊，低真空電子束焊和非真空電子束焊：
高真空電子束焊在10-4～10-1Pa的壓強下進行。真空條件，可以對熔池的“維護”防止金屬元素的氧化和燒損，適用于活性金屬、難熔金屬和質(zhì)量要求高的工件的焊接。
低真空電子束焊在10-1～10Pa的壓強下進行，也具有束流密度和功率密度高的特征。由于只需抽到低真空，縮短了抽真空時間，提高了出產(chǎn)率，適用于批量大的零件的焊接和在出產(chǎn)線上運用。

電子束焊機與核工業(yè)的展開息息相關(guān)。因為核輻射的防護，對核容器質(zhì)量提出了的要求，一些大厚度結(jié)構(gòu)選用傳統(tǒng)焊接或激光焊接方法無法完結(jié)的接頭，核工業(yè)中選用的一些難熔高溫材料，選用傳統(tǒng)焊接或激光焊接方法很難完結(jié)聯(lián)接，而電子束焊機能夠很好地完結(jié)其聯(lián)接。往后幾十年中，我國的核能裝備將以幾何級數(shù)增加，電子束焊接作為一種的聯(lián)接技術(shù)，必將在其中發(fā)揮重要作用。