W naszej epoce zaawansowanych technologii coraz bardziej popularne stają się materiały ogniotrwałe, żaroodporne, antykorozyjne i odporne na promieniowanie, do których spawania wymagane są specjalne techniki. Takich jak spawanie wiązką elektronów, w którym temperatura aktywnej strefy roboczej osiąga tysiąc razy wyższą niż przy tradycyjnych metodach. Ultrawysokie temperatury w tego typu spawaniu są osiągane dzięki fotonom lub elektronom poruszającym się w komorze próżniowej z prędkością około 165 000 km/s. Podczas bombardowania metalu z tak niewiarygodną prędkością energia kinetyczna cząstek elementarnych zamienia się w ciepło, które topi metal.
Spawanie wiązką elektronów odbywa się w specjalnej komorze, z której wcześniej wypompowywane jest powietrze. Powstaje bezpowietrzna przestrzeń, aby elektrony nie marnowały swojej energii na jonizację mieszaniny gazów i aby uzyskać idealne szwy metalu bez obcych wtrąceń. Układ wiązki katodowej, jak nazywa się tę komorę próżniową, jest wyposażony w specjalną soczewkę magnetyczną zaprojektowaną do tworzenia ukierunkowanego przepływu elektronów i skutecznej jego kontroli. Posiada również klapę załadowczą do podawania części do spawania.
Spawanie wiązką elektronów odbywa się prądem przemiennym o niskim napięciu. Przepływa przez specjalny element skupiający (soczewkę), w którym znajdują się katoda i anoda, tworząc w ten sposób przepływ elektronów o określonej charakterystyce. W instalacjach małej mocy jako katodę stosuje się cewkę wolframową lub tantalową. A jeśli proces technologiczny i indywidualne właściwości spawanych materiałów wymagają większej mocy, to stosuje się już katody z cermetalu lub sześcioborku lantanu, które mają zwiększoną zdolność do emitowania wolnych elektronów.
W zależności od cech konstrukcyjnych instalacji, spawanie wiązką elektronów można wykonać, przesuwając spawany materiał prostopadle do belki nieruchomej lub odwrotnie, wiązka może poruszać się względem części nieruchomej. Również konstrukcja niektórych instalacji przewiduje obecność specjalnych urządzeń odchylających, co daje więcej możliwości uzyskania szwów figurowych.
Ten rodzaj spawania jest szeroko stosowany do spawania wysokowytrzymałych stali stopowych i stopów na bazie tytanu, a także metali takich jak molibden, tantal, niob,wolfram, cyrkon, beryl. Do precyzyjnej obróbki i spawania różnych mikroczęści. Jest stosowany w branżach takich jak nauka o rakietach, energetyka jądrowa, precyzyjne oprzyrządowanie, mikroelektronika i wiele innych.
Wraz z technologią wiązki elektronów szeroko rozpowszechnione jest spawanie laserowe. Sprzętem do tego typu spawania jest optyczny generator laserowy, który jest ultranowoczesnym źródłem promieniowania koherentnego. Podstawowa różnica między spawaniem laserowym a metodą wiązki elektronów polega na tym, że nie wymaga ona komór próżniowych. Proces spawania w technologii laserowej odbywa się w środowisku powietrznym lub w warunkach nasycenia komory specjalnymi gazami ochronnymi – dwutlenkiem węgla, argonem i helem.
