جوشکاری با پرتو الکترون
تفنگ الکترونی قلب این فرایند جوشکاری است در تفنگ الکترونی الکترونهای نشر داده شده از کاند که به شکل پرتو درآورده شده‌اند، به سمت قطعه کار شتاب داده می‌شوند. در اینجا از قانون ساده الکتریسیته دفع بارهای همنام از یکدیگر و جذب بارهای غیر همنام توسط یکدیگر استفاده می‌شود. یک الکترود با شکل کاملاً مشخص فنجانی با بارهای منفی پرتو را شکل می‌دهد. شتاب دهی به الکترونها توسط میدان الکتریکی ناشی از ولتاژ اعمال شده و به کمک پست الکترود با بار مثبت انجام می‌شود، پرتو حاصل شده با تمرکز بالا با سرعت ۳۰ تا ۷۰ درصد سرعت نور از سوراخ کوچک میان آند عبور کرده و به قطعه کار می‌رسد، دفع متقابل الکترونها باعث واگرایی پرتو در طی مسیر خود می‌شود؛ بنابراین باید این مسئله تحت کنترل باشد تا پرتو در محل از پیش تنظیم شده با قطعه کار برخورد کند و قطر پرتو به هنگام برخورد با قطعه مناسب باشد. در تجهیزات قدیمی تر از خود قطعه کار به عنوان آند شتاب‌دهنده استفاده می‌شد که چندین عیب داشت جوشکاری در عمق‌های از پیش طراحی شده امکان‌پذیر نبود چرا که لبه‌های آماده‌سازی شده قطعه کار، پرتو را به خود جذب می‌کرد و کنترل روی فرایند کاهش می‌یافت. همچنین استفاده از قید و بند در کنار قطعه کار به راحتی امکان‌پذیر نیست چرا که قید و بندها نیز مانند قطعه کار در معرض اتصال قرار می‌گرفتند، بنابراین تصمیم گرفته شد که آند شتاب‌دهنده در تفنگ الکترونی قرار گیرد و سیستم تولید پرتو کاملاً از قطعه کار مستقل باشد. یک ماشین جوشکاری پرتو الکترونی سه جزء اصلی دارد:
جوشکاری هیدروژن اتمی
در ابتدا پس از اعمال جریان متناوب در دو الکترود، الکترودها به یکدیگر نزدیک می شوند ، یک قوس بین این دو الکترود ایجاد می شود. سپس برای حفظ قوس الکتریکی پایدار، این الکترودها بلافاصله از یکدیگر جدا شده و در فاصله ی کمی از یکدیگر (حدود 1.5 میلی متر) از هم قرار می گیرند.در این حالت برای کنترل گرمای تولید شده توسط قوس الکتریکی می توان فاصله ی الکترودها را همچنان تغییر داد. در این حین، گاز هیدروژن توسط سیلندر گاز هیدروژن پیرامون الکترودها را فرا می گیرد.در این حالت گاز هیدروژن به عنوان یک گاز محافظ عمل خواهد کرد به این معنی که از واکنش قطعه کار که در دمای بسیار بالایی قرار داشته و به شدت واکنش پذیر است با اکسیژن موجود در هوا ممانعت به عمل می آورد. اتصالات حاصل از این روش جوشکاری به علت عاری بودن از لایه های اکسیدی و سرباره، از کیفیت مکانیکی خوبی برخوردار می باشد.اگر اکسیژن موجود در هوا به قطعه کار نزدیک شود، با گاز هیدروژن واکنش داده و آب تولید می کند. به دلیل گرمای بسیار بالای این فرآیند مولکول های آب به سرعت تبخیر شده و از تشکیل اکسید فلز ممانعت به عمل می آورند. همچنین وجود گاز هیدروژن سبب می شود، قطعه کار از آلودگی گازهای جوی مانند کربن یا نیتروژن نیز مصون بماند. همچنین در حین فرایند به علت دمای بسیار بالای قوس الکتریکی، مولکول های هیدروژن به اتم های هیدروژن جدا از هم تجزیه می شوند.