Das Elektronenstrahlschweißen wird zum Verbinden metallischer Werkstoffe eingesetzt. Die sehr schlanke Nahtform mit ihren schmalen Wärmeeinflusszonen minimiert den Energieeintrag und Verzug im Werkstück. Verzugsempfindliche Teile oder Baugruppen mit hohem mechanischen Anarbeitungsgrad können durch den geringen Winkelverzug und minimaler Querschrumpfung mit diesem Verfahren schonend verbunden werden.
Die Anwendungsbereiche des EB-Schweißens reichen vom Verschweißen von Folien bis zu großen Werkstücken mit über 200 mm Wandstärke. Auch diese tiefen Schweißnähte werden ohne Schweißzusatzmaterial in einem Arbeitsgang gefertigt. Dabei koppelt der Elektronenstrahl die Wärme über die gesamte Schweißtiefe ein (Tiefschweißeffekt). Der absorbierte Energieanteil liegt beim EB-Schweißen in einem Bereich von 90 bis 95% und die Energie der aufprallenden Elektronen wird durch Wechselwirkung mit den Metallatomen direkt in Wärme umgewandelt. Die Schweißgeschwindigkeit wird somit nicht durch das Wärmeleitvermögen der Werkstoffe begrenzt.
Durch elektromagnetische Linsen lässt sich der Elektronenstrahl trägheitslos ablenken und fokussieren. Mechanische Elemente sind hierfür nicht erforderlich. So sind durch trägheitsloses Pendeln des EB-Strahls auch üblicherweise weniger geeignete Werkstoffe schweißbar. Durch die Möglichkeit eines variablen Schweißabstands lassen sich verschiedenste Werkstückformen schweißen.
Durch eine extrem schnelle Strahlablenkung sind weitere Anwendungen vorstellbar, die sich mit anderen Schweißverfahren nur schwer oder gar nicht realisieren lassen. So könnte man in einem Durchgang mit dem EB-Strahl im Vorlauf die Nahtfuge suchen, mit den Korrekturwerten das Werkstück schweißen und im Nachlauf die Naht kosmetisch behandeln. Auch ein "gleichzeitiges" Schweißen an mehreren Stellen eines geeigneten Werkstücks kann ausgeführt werden. Hierbei wird der Strahl durch das schnelle Ablenksystem innerhalb von Sekundenbruchteilen von einer Schweißposition zur nächsten gelenkt und setzt dort die Schweißung fort, bevor die Dampfkapillare an dieser Stelle einbricht. Auch ein Vorwärmen des Werkstückes kann parallel zur Schweißung durchgeführt werden.
Das Schweißen von reaktiven Materialien, wie z.B. Titan, erfolgt konventionell unter einer (teuren) Schutzgasatmosphäre. Beim Elektronenstrahlschweißen werden im Vakuum der Arbeitskammer bei einem Druck von 5 x 10-4 mbar hervorragende metallurgische Ergebnisse ohne schädliche Einwirkungen erreicht. Dazu kommt, dass beim EB-Schweißen von allen Schmelzschweißverfahren die geringste Streckenenergie eingebracht wird und der elektrische Wirkungsgrad der beste ist.
Das EB-Schweißen im Vakuum bietet eine Reihe von Vorteilen, da die hohe Leistungsdichte des Elektronenstrahls überdurchschnittlich schmale Nähte, eng begrenzte und anlauffarbenfreie Wärmeeinflusszonen, große Schweißtiefen und hohe Schweißgeschwindigkeiten ermöglicht. Die exakte Reproduzierbarkeit der Schweißungen gibt dem Anwender die Garantie einer gleich bleibenden Qualität.
Wenn die Konstruktion der mechanischen Bauteile den Freiheiten des EB-Verfahrens angepasst ist, eröffnet dieses Verfahren große Vorteile in der Fertigung im Automobilbau, in der Luft- und Raumfahrt, dem Bootsbau oder auch in anderen Bereichen.
