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(gè)電極產(chǎn)生的電場將它們加速并形成狹窄的會(huì)聚束：電子發(fā)射帶，連接到高壓（加速）電源（30-200 kV）負(fù)極和正極的陰極。高壓電極、陽極。第三個(gè)電極相對于陰極帶負(fù)電，稱為Wehnelt電極或控制電極。它的負(fù)電位控制發(fā)射的電子進(jìn)入加速場的部分，即電子束電流。

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(dá)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(jī)中，可以實(shí)現(xiàn)300 mm深的焊接。還有一些焊接機(jī)，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。

電子束焊機(jī)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(fù)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(huì)集，可以把一千瓦或更高的功率會(huì)集到直徑為5～10μm的斑駁上，獲得高達(dá)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(shí)間內(nèi)升高到攝氏幾千度以上，熱量還來不及向周圍擴(kuò)散，就已把局部材料瞬時(shí)熔化、氣化直到蒸騰去除。隨著孔不斷變深，電子束焊機(jī)照耀點(diǎn)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(diǎn)或許到達(dá)很深的深度，從而可打出很細(xì)很深的微孔。

20 世紀(jì) 60 年代初，電子束焊機(jī)逐漸運(yùn)用于飛機(jī)制造業(yè)和宇航工業(yè)中名貴金屬的焊接。跟著現(xiàn)代航空和宇航等技術(shù)的運(yùn)用而敏捷展開起來，成功地處理了為現(xiàn)代產(chǎn)品而展開的各種新式材料的焊接問題。電子束焊接并且在汽車工業(yè)、船舶工業(yè)和機(jī)械制造業(yè)等領(lǐng)域運(yùn)用也日益廣泛。

宇航技術(shù)中所用各類火箭、衛(wèi)星、飛船、空間站、太陽能電站等的結(jié)構(gòu)件、發(fā)動(dòng)機(jī)以及各種儀器均需用焊接技術(shù)來完結(jié)，電子束焊接將是完結(jié)空間結(jié)構(gòu)焊接和滿足其需求的強(qiáng)有力技術(shù)。且跟著設(shè)備、技術(shù)等國產(chǎn)化趨勢的增強(qiáng)，及電子束焊接等技術(shù)對焊材及人工本錢的大幅下降優(yōu)勢逐漸趨于明顯等，國內(nèi)電子束焊機(jī)等電子束金屬加工設(shè)備工作展開將迎來利好趨勢，給電子束焊機(jī)的展開增添了新的生機(jī)。

電子束焊機(jī)還有一些輔佐設(shè)備，比如電子槍，渙散泵以及渦輪分子泵等，作業(yè)時(shí)均會(huì)發(fā)熱，為堅(jiān)持正常作業(yè)，這些都需求用循環(huán)水進(jìn)行冷卻。因此，真空電子束焊機(jī)還需求制作有冷卻水的系統(tǒng)，包括水的凈化過濾及軟扮裝。 其他真空系統(tǒng)各級(jí)閥門一般要求用壓縮空氣，因此需求有供氣系統(tǒng)及凈化壓縮空氣的油水分離設(shè)備。