SAE9310钢是一种综合性能良好的渗碳轴承钢,目前国内关于此类钢号的焊接性及接头组织性能研究较少。电子束焊接具有能量密度高、焊缝深宽比大、保护环境好等诸多优点,是精密焊接此类钢种的最佳选择,研究SAE9310钢电子束焊接工艺及接头组织性能具有重要理论意义和应用价值。本文对SAE9310钢的电子束焊接技术进行研究。通过工艺试验分析了各焊接参数对SAE9310钢焊缝成形的影响。通过室温拉伸、室温冲击、显微硬度、金相、扫描电镜等分析手段综合评价了焊接接头力学性能及组织特征,在此基础上设计并制造材料为SAE9310钢的尾桨齿轮轴模拟件,进行电子束焊接试验验证。实验研究结果表明:SAE9310钢焊接性良好,当选择合适焊接工艺参数时,可获得成形良好的焊接接头。焊接接头抗拉强度与母材等强,拉伸试样断裂方式为微孔聚集型断裂,属于典型的韧性断裂;焊接接头具有较高的冲击韧性,冲击试样断口整体呈现出韧窝+准解理断裂特征,以韧性断裂为主,在裂纹扩展阶段发生脆性断裂。焊缝及热影响区显微硬度均高于母材。焊缝组织主要为细小板条马氏体,夹杂了少量残余奥氏体,熔合区附近以柱状晶和树枝晶为主,焊缝中心区域为等轴晶。SAE9310钢电子束焊接接头横向残余应力拟合呈正弦分布,为拉应力;纵向残余应力拟合呈直线逐步递减分布,焊缝附近纵向残余应力为拉应力,远离焊缝处为压应力。本文最后设计并制造尾桨齿轮轴模拟件,采用电子束焊接进行验证。试验结果表明电子束焊缝成形良好,无明显焊接缺陷;焊缝窄且平行、深宽比大;焊接接头应力变形小,组织性能达到预期效果。