至表面的1/e(e=2.718)处为电流透入深度，并用δ表示。如果ρ的单位为Ω·cm，则可用下式求δ（mm）
由于涡流产生的热量与涡流的平方成正比（Q=0.24I02Rt），所以从表面向心部的热量的下降比涡流下降更快（见图5b））。计算证明，86.5%的热量是发生在δ的薄层中，而在δ薄层以外的部分没有涡流。上述规定在实际应用中已具有足够的精确度。
钢铁材料的电阻率ρ在加热过程中随温度的升高不断增加（在800-900℃范围内，各种钢的电阻率基本相同，约为10E-4(Ω·cm)；磁导率μ在失磁点以下基本不变（其数值与强度有关），但在达到失磁点时，突然下降为真空的磁导率μ=1。见图6。因此，当温度到达失磁点时，涡流的透入深度将显著增大。超过失磁点的涡流透入深度称为“热态透入深度”。低于失磁点时称为“冷态涡流透入深度”。
▲图645钢相对导磁率和电阻率随温度的变化ρ-电阻率ρ0-0℃时的电阻率μ-磁导率
热态涡流透入深度比冷态透入深度大许多倍，见图7。
▲图7钢件感应加热时冷态和热态的涡流分布曲线
在感应器接通高频电流，工件温度开始升高前的瞬间，涡流强度自工件表面向纵深的变化是按冷态特性分布的，见图8中曲线1。当表面出现超过失磁点的薄层时，在和薄层相邻的内部交界处的涡流强度就发生突然变化，工件加热层被
分成两层，见图8中曲线2、3。外层的涡流强度显著下降，最大涡流强度处于这两层的交界处。因而高温表层加热速度迅速降低，交界处升温加速，并迅速向内推移。
▲图8钢件加热过程中，由表面向深处涡流强度的变化
表2和表3列出了在各种频率下的电流在纯铜与45钢冷态与热态中的涡流透入深度。
▼表2不同频率电流下45钢与Cu的电流透入深度（mm）
▼表3不同频率电流在45钢中的透入深度
这种靠涡流不断向内部“步进”的电加热方法是感应加热所独有的，在快速加热条件下，即使向零件施加较大功率时，表面也不会过热。
当失磁的高温层厚度超过热态的涡流透入深度以后，加热层深度的增加主要靠热传导的方式进行，其加热过程及沿截面的温度分布特性同用外热源加热的基本一样，此时加热效率要低得多。
进行一定深度的表面加热时，应该力求用涡流“透入式加热”。为了做到这一点应该正确选择电流频率，同时所选择的加热速度应能够在尽可能短时间内达到规定的加热深度。
在选择电流频率时，必须遵守下列条件：
（1）对于一定尺寸的工件和感应器来说，所选择的电流频率不应低于某一数值f1，否则工件只能加热到失磁点左右的温度，见图9。
（2）所选择的电流频率最好高于图9中的f2。当频率为f2时，感应器效率最佳。当采用f1与f2之间的频率时，感应器效率较低。
（3）在所有情况下，应尽可能采用涡流“透入式加热”而不采用热传导加热。
为了满足上述条件，f1、f2与工件尺寸应有如下关系：
感应加热的原理及其应用 - 图文
