利用電子束作為熱源的
焊接方法。如圖所示，熱陰極（或燈絲）發射的電子，在真空中被高壓靜電場加速，經磁透鏡產生的電磁場聚集成功率密度高達1.5×
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5瓦／厘厘米
2的電子束(束徑為0.25～1毫米)，轟擊到工件表面上，釋放的動能轉變為熱能，熔化金屬，焊出既深又窄的焊縫（深／寬比可達10：1～30：1），焊接速度可達125～200米/時，工件的熱影響區和變形量都很小。電子束的焊接工作室一般處於高真空狀態，壓力為
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-1～100帕，稱為高真空電子束焊。處於低真空狀態時壓力為100～10000帕，稱為低真空電子束焊。在大氣中焊接的稱為非真空電子束焊。真空工作室為焊接創造高純潔的環境，因而不需要保護氣體就能獲得無氧化、無氣孔和無夾渣的優質焊接接頭。隨著工作室氣壓的增加，電子束散焦程度增大，焊縫的深／寬比減小。電子束焊機有兩類：低壓電子束焊機的加速電壓為30～60千伏；高壓電子束焊機的加速電壓可達175千伏。
電子束焊可焊接所有的金屬材料和某些異種金屬接頭，從箔片至板材均可一道焊成，鋼板可焊厚度達100毫米，鋁板達150毫米，銅板可達25毫米。碳鋼在真空中焊接時，由於鋼中原含有的氣體會釋放出來，焊縫金屬容易產生微氣孔。
電子束焊機成本高。工件裝配、接縫與電子束對正，都要求有較高的精度。但電子束焊的多能性和高精度，往往能補償其高成本，因此在汽車、原子能、航空、航天等許多工業中已成為重要的焊接方法之一。