在光学显微镜中，利用电子来代替可见光，在图像质量和信息价值，可靠性和利用率方面有很大的优势。，利用电子束放大的倍率可以达到20,000x，而利用可见光的放大倍率只有1000x。散射电子的特征是：利用被检查物体表面的电子核相互作用的弹性，散射电子角度范围可以达到180度，但是平均散射角度为5度。通过这种方式，一小部分散射的原子的原子序数Z发生了强烈的改变，通过这种方式可以对原材料做鉴定比较。这就是所谓的原子序数特征对比。这就是为什么电子束焊接机中需要安装检测板来收集散射电子的原因。软件和CNC系统可以利用这些准确的信息来控制焊接参数。
电子束作为焊接热源有两个明显的特点:
(1)功率密度高
电子束焊接常用的加速电压范围为30~150千伏，电子束电流为20~1000毫安，电子束聚焦直径约为01~1毫米，这样电子束功率密度可达106瓦/平方厘米以上。
(2)、快速的可控性
作为物质的基本粒子，电子具有极小的质量(9.1×10-31kg)和一定的负电荷(1.6×1019C)，电子的荷质比高达176×1011C/kg。电子束可以被电场和磁场快速而地控制。电子束的这一特性明显优于激光束，激光束只能由透明和反射镜控制，并且速度较慢。
通常，电子与原子紧紧绑定，但它们可以通过提供能量从原子壳中释放出来。在电子束焊接中，加热阴极产生自由电子云，然后阳极会强烈得使之加速。通过控制网络和电磁透镜将这些自由的电子聚焦成光束。电子束的速度能达到1/3-2/3的光速。由于电子束很容易被磁偏转，因此可以控制。
焊接过程在真空中进行并且利用电子能量的转移，当电子变慢的时候，电子撞击物质时释放出热量。周围的材料大部分还维持较低的温度。深度焊接效果可确保细长、平行且深接缝超过 150 mm。在能量密度超过106 W/cm2时，熔融材料在中心蒸发，这使得液体材料周围产生毛细管状的蒸汽。
与电子束焊接一样，电弧焊接工艺近年来也大有发展。相比之下，电子束焊接的成本几乎与焊接材料无关，因为不需要填料材料。辅助工艺成本基本限于功耗，与其他聚变焊接工艺相比，功耗非常低。此外，无需任何气体或相应的粉末来保护焊池，因为工艺产生的真空可提供佳的边界条件。
电子束焊接因具有不用焊条、不易氧化、工艺重复性好及热变形量小的优点而广泛应用于航空航天、原子能、及、汽车和电气电工仪表等众多行业。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。
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