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电子束不仅能量密度高而且可调整，被焊零件的厚度可薄至0.05mm,厚至300mm（钢）如果要是铝可达到550mm，主要的是不用开坡口一次就焊透。因为焊接在真空中进行，可以避免空气中的氢和氧对焊缝的影响，可的完成对较活性的材料焊接，如钼、铀、钛等。对于两种物理性质差别很大的材料也可焊接，比如非常薄的铜片与非常厚的钢制零件焊接到一起。
经过电子枪产生，并由高压加速和电子光学系统汇聚成的功率密度很高的电子束撞击到工件表面，电子的动能转换为热能，使金属迅速熔化和蒸发。在高压金属蒸汽的作用下，熔化的金属被排开，电子束就能继续撞击深处的固态金属，同时很快在被焊工件上钻出一个锁性小孔，小孔的周围被液态金属包围。随着电子束与工件的相对移动，液态金属沿小孔周围流向熔池后部，逐渐冷却、凝固形成焊缝。
电子束焊接的基本原理是电子枪中的阴极由于直接或间接加热而发射电子，该电子在高压静电场的加速下再通过电磁场的聚焦就可以形成能量密度的电子束，用此电子束去轰击工件，的动能转化为热能，使焊接处工件熔化，形成熔池，从而实现对工件的焊接。
由于焊缝及其热影响区发生了复杂的物理化学变化，其组织成分和性能已不同于母材，所以焊接后一般要通过热处理来改善焊缝和热影响区的组织，消除残余应力，促使残余的氢逸出，从而提高焊接接头的韧性，增强零件抵抗应力腐蚀的能力，零件形状和尺寸的长期稳定。
近年来，焊接研究所提出了新型非真空电子束焊接方法，即电子束-等离子弧焊接。它采用电子束与等离子弧相串联，叠加起来进行焊接，电子束通过真空和等离子枪的阴极进入大气，穿过等离子弧后熔化金属进行焊接。这样可以减小电子束的能量损失，也有助于稳定等离子弧，等离子弧可以很好的保护焊接熔池，并作为附加热源预热工件，有助于改善焊缝成形，增加熔深。
与传统电子束焊相比，活性电子束焊的特点为：
①使用活性剂可明显减小熔池上部宽度，改变熔池形状。
②SiO2、TiO2、Cr2O3单组元活性剂对电子束焊接熔深增加有影响。
③由SiO2、TiO2、Cr2O3等组成的多组元不锈钢电子束焊活性剂，可使聚焦电子束焊接熔深增加两倍多。
④使用活性剂后，聚焦电流和束流对电子束焊熔深增加有影响。
