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

       感應器應符合以下要求：

       1.被加熱工件表面各處的溫度盡可能均勻。

       2.感應器損耗盡可能小，電效率盡可能高。

       3.冷卻良好。

       4.制造簡單，有足夠的機械強度，操作使用方便。

       一、電磁轉(zhuǎn)換的基本知識

       零件表面的感應加熱，是通過感應器將高頻電能轉(zhuǎn)換成感應渦流來實現(xiàn)的。當高頻電流通過感應器時，產(chǎn)生強大的高頻磁力線，這些磁力線在穿過工件表面時，就會產(chǎn)生出感應渦流，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，當鋼件加熱到磁性轉(zhuǎn)變溫度（768度）以上或奧氏體狀態(tài)時，磁性消失u=1，此時的加熱速度將明顯下降。

       在感應加熱中，感應器與工件之間應留有足夠的間隙（一般為2-5mm）。當感應器與工件中有間隙存在時，總有部分磁力線不經(jīng)過零件表面而在間隙中通過，對零件不起加熱作用，叫做漏磁，間隙越大，漏磁越嚴重。

       除了漏磁外，還有磁力線的逸散問題。磁力線的逸散，是指磁力線雖然穿過工件，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淬火的部分。在采用同時法加熱外圓柱表面時，雖是內(nèi)磁場加熱，也有較輕的磁力線逸散。間隙愈大，則逸散愈嚴重，零件的熱影響區(qū)越寬，增加了功率的無益損耗。

       采用外磁場加熱時，磁力線的逸散更為嚴重。常采用導磁體，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、鄰近效應、圓環(huán)效應和尖角效應。

       1.表面效應在高頻電流的特性中，表面效應是最基本的。

       它在感應加熱中可用于兩個方面：

       第一，是用在高頻電流的輸配電方面。在計算導體的截面時，應以電流流過的實際截面積來計算，不能用直流或工頻的計算方法。頻率足夠高時，導體中心沒有電流。為了節(jié)省材料，可用管狀或薄板狀材料制作導體。

       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.鄰近效應當兩個載有高頻電流的導體靠近時，如果電流方向相反，由于高頻磁場的相互作用，高頻電流集中在導體的相鄰一面，這種現(xiàn)象，叫鄰近效應。頻率愈高，兩導體靠得愈近，這種現(xiàn)象就愈嚴重。

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

       3.圓環(huán)效應大多數(shù)感應器做成圓環(huán)狀。當高頻電流通過圓環(huán)狀的導體時，高頻電流集中在導體的內(nèi)側(cè)，這種現(xiàn)象稱為圓環(huán)效應。圓環(huán)效應對加熱外圓柱面是十分有利的，因為這時圓環(huán)效應與鄰近效應是完全一致的，感應器的最高效率可達85%圓環(huán)效應對加熱內(nèi)孔來說，卻又是不利的。會使工件與感應器之間的有效間隙大為增加。又系采用外磁場加熱，會使高頻磁場的漏磁與磁力線的逸散更加嚴重，以致感應器效率急劇下降。

       4.尖角效應當形狀不規(guī)則的工件置于感應器中加熱時，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。

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

       三、導磁體的驅(qū)流作用及其應用

       導磁體對于減少磁力線的逸散和提高感應器的效率是十分有效的，它是內(nèi)孔與平面感應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渦流的相對位置，使圓環(huán)效應與鄰近效應相一致。感應器卡上導磁體后，磁力線將完全經(jīng)過導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)孔與平面感應器的效率。

       外圓表面感應器卡上導磁體后，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器的效率。

       導磁體還可以用來強化局部加熱。如常用來提高R角的淬火溫度。

       四．感應加熱的屏蔽原理及其應用

       在感應器的設(shè)計制造時，還應考慮到對相鄰部位或不需要淬火部位采取屏蔽措施，不然在淬火時會導致不應有的淬火（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)。當磁力線穿過銅環(huán)時，便產(chǎn)生感應渦流，此渦流所產(chǎn)生的磁場方向與感應器正好相反，這樣就抵消或消弱逸散的磁力線，以達到屏蔽的目的。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)先通過短路磁環(huán)，就達到了屏蔽的目的。

       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，以避免該處過熱，產(chǎn)生淬火裂紋。