一种电子束分段焊接水冷陶瓷包层第一壁用工装及焊接方法，属于核聚变工程实验堆领域，包括两根平行设置的转轴和沿其轴向分布的若干U形加强筋，在U形加强筋的外侧壁分布有支撑各段分体内壁面的若干基准块，基准块的外侧与第一壁分体的内壁面形状一致，转轴能够与变位机连接，并由变位机带动U形加强筋及固定在基准块上的各段分体做同步翻转，在翻转过程中完成电子束焊接。本发明的工装和焊接方法，能够有效地满足电子束焊接时的平面度及间隙等工艺要求，同时也能够保证焊接后整个第一壁的装配要求及加工精度要求，大幅度提高了装夹效率和焊接效率。