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:
فرآیند تابش پرتو الکترونی
اجزای اصلی یک دستگاه پردازش پرتو الکترونی معمولی عبارتند از: یک تفنگ الکترونی (شامل یک کاتد، شبکه و آند)، که برای تولید و شتاب دادن به پرتو اولیه استفاده می‌شود. و یک سیستم نوری مغناطیسی (تمرکز و انحراف)، که برای کنترل نحوه برخورد پرتو الکترونی به مواد مورد مطالعه ("قطعه کار") استفاده می شود. در حین کار، تفنگ کاتدی الکترون‌های ساطع شده حرارتی را وارد میدان الکترواستاتیکی در سیستم آند کاتد (شبکه و آند) کرده و الکترون‌ها در میدان شتاب می‌گیرند و به شکل پرتوی همسو می‌شوند. سپس پرتو الکترونی از مجموعه تفنگ از طریق حفره خروجی که بر روی صفحه آند قرار دارد با ولتاژ منفی بالا(ولتاژ کاری تفنگ) که به کاتد اعمال می شود، خارج می شود. استفاده از ولتاژ بالا بصورت مستقیم برای تولید یک پرتو الکترونی پرانرژی، امکان تبدیل انرژی الکتریکی ورودی بازدهی بیش از 95 درصد به پرتو الکترونی را میسر می سازد و استفاده از پرتو الکترونی را به یک تکنیک بسیار کارآمد تبدیل می‌کند. پس از خروج از تفنگ، پرتو از یک لنز الکترومغناطیسی و سیستم سیم پیچ انحراف عبور می کند. در این فرآیند از لنز برای ایجاد یک نقطه پرتو متمرکز یا غیر متمرکز بر روی قطعه کار استفاده می شود،و همچنین از سیم پیچ خم شده برای قرار دادن پرتو در یک مکان ثابت یا ایجاد حرکت نوسانی استفاده می شود.