感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)形式雖然很多，但是它們的基本要求是相同的。只要掌握感應(yīng)加熱的電磁基本理論，通過(guò)實(shí)踐，就可以根據(jù)零件淬火的技術(shù)要求，制造出好用的感應(yīng)器。

       感應(yīng)器應(yīng)符合以下要求：

       1.被加熱工件表面各處的溫度盡可能均勻。

       2.感應(yīng)器損耗盡可能小，電效率盡可能高。

       3.冷卻良好。

       4.制造簡(jiǎn)單，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，操作使用方便。

       一、電磁轉(zhuǎn)換的基本知識(shí)

       零件表面的感應(yīng)加熱，是通過(guò)感應(yīng)器將高頻電能轉(zhuǎn)換成感應(yīng)渦流來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)高頻電流通過(guò)感應(yīng)器時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)大的高頻磁力線，這些磁力線在穿過(guò)工件表面時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生出感應(yīng)渦流，渦流再轉(zhuǎn)換成熱能，使工件表面加熱到淬火溫度。

       一定尺寸的工件，其表面吸收功率的能力除了決定于頻率、磁場(chǎng)大小外，還決定于零件的材料。同一尺寸的零件，由于鐵磁性材料的導(dǎo)磁系數(shù)u較非鐵磁性的大十幾倍以至幾十倍，因此鐵磁性材料的加熱速度要快得多。但是，當(dāng)鋼件加熱到磁性轉(zhuǎn)變溫度（768度）以上或奧氏體狀態(tài)時(shí)，磁性消失u=1，此時(shí)的加熱速度將明顯下降。

       在感應(yīng)加熱中，感應(yīng)器與工件之間應(yīng)留有足夠的間隙（一般為2-5mm）。當(dāng)感應(yīng)器與工件中有間隙存在時(shí)，總有部分磁力線不經(jīng)過(guò)零件表面而在間隙中通過(guò)，對(duì)零件不起加熱作用，叫做漏磁，間隙越大，漏磁越嚴(yán)重。

       除了漏磁外，還有磁力線的逸散問(wèn)題。磁力線的逸散，是指磁力線雖然穿過(guò)工件，經(jīng)電磁轉(zhuǎn)換成了熱能，但這部分熱能并未用于零件淬火的部分，而是加熱了其它不應(yīng)淬火的部分。在采用同時(shí)法加熱外圓柱表面時(shí)，雖是內(nèi)磁場(chǎng)加熱，也有較輕的磁力線逸散。間隙愈大，則逸散愈嚴(yán)重，零件的熱影響區(qū)越寬，增加了功率的無(wú)益損耗。

       采用外磁場(chǎng)加熱時(shí)，磁力線的逸散更為嚴(yán)重。常采用導(dǎo)磁體，克服磁力線的逸散，它可以將零件表面的加熱寬度限制在最小的范圍內(nèi)。

       二、高頻電流的特性

       高頻電流的特性，包括表面效應(yīng)、鄰近效應(yīng)、圓環(huán)效應(yīng)和尖角效應(yīng)。

       1.表面效應(yīng)在高頻電流的特性中，表面效應(yīng)是最基本的。

       它在感應(yīng)加熱中可用于兩個(gè)方面：

       第一，是用在高頻電流的輸配電方面。在計(jì)算導(dǎo)體的截面時(shí)，應(yīng)以電流流過(guò)的實(shí)際截面積來(lái)計(jì)算，不能用直流或工頻的計(jì)算方法。頻率足夠高時(shí)，導(dǎo)體中心沒(méi)有電流。為了節(jié)省材料，可用管狀或薄板狀材料制作導(dǎo)體。

       第二，是根據(jù)工件不同的淬硬層深度，選擇高頻電流的頻率。

       2.鄰近效應(yīng)當(dāng)兩個(gè)載有高頻電流的導(dǎo)體靠近時(shí)，如果電流方向相反，由于高頻磁場(chǎng)的相互作用，高頻電流集中在導(dǎo)體的相鄰一面，這種現(xiàn)象，叫鄰近效應(yīng)。頻率愈高，兩導(dǎo)體靠得愈近，這種現(xiàn)象就愈嚴(yán)重。

       鄰近效應(yīng)不僅存在于高頻電流的傳輸導(dǎo)體中，同時(shí)也存在于被加熱的零件中，當(dāng)工件在感應(yīng)器中放置偏心時(shí)，就會(huì)造成溫度不均，靠感應(yīng)器近的部分加熱快，而遠(yuǎn)的部分則加熱慢。造成這種現(xiàn)象的原因，主要是靠近感應(yīng)器的部分間隙小，磁阻小，磁力線發(fā)生偏聚所致。

       3.圓環(huán)效應(yīng)大多數(shù)感應(yīng)器做成圓環(huán)狀。當(dāng)高頻電流通過(guò)圓環(huán)狀的導(dǎo)體時(shí)，高頻電流集中在導(dǎo)體的內(nèi)側(cè)，這種現(xiàn)象稱為圓環(huán)效應(yīng)。圓環(huán)效應(yīng)對(duì)加熱外圓柱面是十分有利的，因?yàn)檫@時(shí)圓環(huán)效應(yīng)與鄰近效應(yīng)是完全一致的，感應(yīng)器的最高效率可達(dá)85%圓環(huán)效應(yīng)對(duì)加熱內(nèi)孔來(lái)說(shuō)，卻又是不利的。會(huì)使工件與感應(yīng)器之間的有效間隙大為增加。又系采用外磁場(chǎng)加熱，會(huì)使高頻磁場(chǎng)的漏磁與磁力線的逸散更加嚴(yán)重，以致感應(yīng)器效率急劇下降。

       4.尖角效應(yīng)當(dāng)形狀不規(guī)則的工件置于感應(yīng)器中加熱時(shí)，帶尖角或凸起部分的加熱速度比其它部分快，這一現(xiàn)象叫做尖角效應(yīng)。

       克服尖角效應(yīng)的辦法，是在感應(yīng)器設(shè)計(jì)時(shí)，將工件的尖角或凸起部分的間隙適當(dāng)增大，以使各部分的溫度趨于均勻。

       三、導(dǎo)磁體的驅(qū)流作用及其應(yīng)用

       導(dǎo)磁體對(duì)于減少磁力線的逸散和提高感應(yīng)器的效率是十分有效的，它是內(nèi)孔與平面感應(yīng)加熱中不可缺少的工具。利用其驅(qū)流作用可以改變高頻電流與感應(yīng)渦流的相對(duì)位置，使圓環(huán)效應(yīng)與鄰近效應(yīng)相一致。感應(yīng)器卡上導(dǎo)磁體后，磁力線將完全經(jīng)過(guò)導(dǎo)磁體而形成閉合回路，從而在很大程度上減少磁力線的逸散，極大提高了內(nèi)孔與平面感應(yīng)器的效率。

       外圓表面感應(yīng)器卡上導(dǎo)磁體后，限制了工件被加熱的寬度，減少磁力線的逸散，也可略為提高這類感應(yīng)器的效率。

       導(dǎo)磁體還可以用來(lái)強(qiáng)化局部加熱。如常用來(lái)提高R角的淬火溫度。

       四．感應(yīng)加熱的屏蔽原理及其應(yīng)用

       在感應(yīng)器的設(shè)計(jì)制造時(shí)，還應(yīng)考慮到對(duì)相鄰部位或不需要淬火部位采取屏蔽措施，不然在淬火時(shí)會(huì)導(dǎo)致不應(yīng)有的淬火（或產(chǎn)生淬火裂紋），或回火軟化。

       屏蔽有兩種方法。一種是利用非磁性金屬紫銅做成短路磁環(huán)。當(dāng)磁力線穿過(guò)銅環(huán)時(shí)，便產(chǎn)生感應(yīng)渦流，此渦流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與感應(yīng)器正好相反，這樣就抵消或消弱逸散的磁力線，以達(dá)到屏蔽的目的。另一種是利用鐵磁材料（如硅鋼片或低碳鋼片）做成磁短路環(huán)。由于它們的磁阻較工件小，而逸散的磁力線優(yōu)先通過(guò)短路磁環(huán)，就達(dá)到了屏蔽的目的。

       除此之外，也有一些其他需要屏蔽的部位（如軸上的鍵槽、油孔、裝配孔等），也可打入銅銷，以避免該處過(guò)熱，產(chǎn)生淬火裂紋。