目前，电子束焊接研究正由薄件逐渐向大厚件、超大厚件焊接方向发展。为拓宽厚件焊深，优化焊接质量，提高焊接效率，本文进行了大厚件电子束焊接研究。　　进行了100mm×100mm×50mm厚件Q235钢板电子束焊接实验。实验表明：定焦焊在最佳焦点位置，变焦焊在匹配频率时，能获得最大焊深。比较两种焊接方式发现：匹配频率下的变焦焊能够提高焊深，改善焊接质量。　　匙孔能量分布和溶池形态直接影响着电子束焊接质量和焊接深度。建立了圆锥体热源和修改式旋转高斯曲面体热源组成的复合热源模型，进行了厚件电子束定焦焊和变焦焊焊接热过程三维数值模拟。模拟表明：该热源模型较好的反映了焊接热过程。　　为探索大厚件电子束焊接中匙孔成因和溶池流动规律，进行匙孔壁面能量平衡分析和匙孔壁面受力分析。分析得出：金属蒸气反冲压力是匙孔形成的主要驱动力，它与匙孔表面张力、流体静压力共同维持着小孔的动态形貌。　　为深入探索大厚件电子束深焊接特性和变焦焊提高焊深的原因，进行了厚件电子束焊接二维热流耦合模拟。模拟分析表明：高的功率密度是产生深焊接的主要原因；电子束变焦焊焊接过程中，匙孔处于不断长大的动态平衡之中，该动态平衡是引起焊深不稳定性的主要原因。