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在电子枪中，自由电子是从热金属带（或金属丝）通过热发射获得的。然后通过三个电极产生的电场将它们加速并形成狭窄的会聚束：电子发射带，连接到高压（加速）电源（30-200 kV）负极和正极的阴极。高压电极、阳极。第三个电极相对于阴极带负电，称为Wehnelt电极或控制电极。它的负电位控制发射的电子进入加速场的部分，即电子束电流。
快速偏转系统也可以用于成像和雕刻（如果配备了适当的电子设备）。在这种情况下，设备像扫描电子显微镜一样操作，分辨率约为0.1毫米（受光束直径限制）。在类似的模式下，由计算机控制的细光束可以通过熔化薄的表面层在金属表面“写”或“画”图片。
电子束焊机与核工业的展开息息相关。因为核辐射的防护，对核容器质量提出了的要求，一些大厚度结构选用传统焊接或激光焊接方法无法完结的接头，核工业中选用的一些难熔高温材料，选用传统焊接或激光焊接方法很难完结联接，而电子束焊机能够很好地完结其联接。往后几十年中，我国的核能装备将以几何级数增加，电子束焊接作为一种的联接技术，必将在其中发挥重要作用。
20 世纪 60 年代初，电子束焊机逐渐运用于飞机制造业和宇航工业中名贵金属的焊接。跟着现代航空和宇航等技术的运用而敏捷展开起来，成功地处理了为现代产品而展开的各种新式材料的焊接问题。电子束焊接并且在汽车工业、船舶工业和机械制造业等领域运用也日益广泛。
一台典型的真空电子束焊机首要包括了主机，控制箱，高压电源，真空抽气系统和监测控制器四大部分。
1.真空电子束焊机主机由电子枪、真空室和工件传动系统及操作台组成。
2.真空电子束焊机的高压电源包括：阳压主电源、阴极加热电源，以及束流控制用高压电源系统。
3.真空电子束焊机的控制箱包括：高压电源控制设备、电子枪阴极加热电源的控制系统、束流控制设备、聚集电源控制设备，以及束偏转发生器等。
4.真空抽气系统包括：电子枪抽气系统、作业室抽气系统?以及真空控制及监测设备。
电子束焊机还有一些辅佐设备，比如电子枪，涣散泵以及涡轮分子泵等，作业时均会发热，为坚持正常作业，这些都需求用循环水进行冷却。因此，真空电子束焊机还需求制作有冷却水的系统，包括水的净化过滤及软扮装。 其他真空系统各级阀门一般要求用压缩空气，因此需求有供气系统及净化压缩空气的油水分离设备。
