Por qué las brocas roscadas para botones funcionan tan bien: los secretos para asegurar los botones
Las brocas de botón roscadas se han convertido en una herramienta indispensable en la perforación moderna de rocas. Fabricadas mediante la incorporación de insertos de botón de carburo de tungsteno en el cuerpo de la broca, se prefieren cada vez más a las brocas de inserto convencionales, ya que se adaptan a una amplia gama de condiciones de perforación y ofrecen varias ventajas clave.
Ventajas principales: versátiles, eficientes y duraderas. La flexibilidad de diseño de las brocas de botón es una ventaja fundamental. Los operadores pueden ajustar el número y la ubicación de los botones periféricos y centrales para adaptarse al tamaño del pozo y a los requisitos de trituración de roca, y el diámetro de la broca no está muy limitado, lo que las hace adecuadas para diversas aplicaciones. Su acción de trituración de roca utiliza múltiples puntos de impacto, lo que reduce las zonas muertas no rotas y evita la retrituración de fragmentos de roca. Esto mejora la eficiencia de penetración y reduce el consumo de energía.
La durabilidad es otro punto fuerte. Los botones de carburo de tungsteno soportan la mayor parte de las cargas de compresión durante la perforación, mientras que los insertos planos más antiguos tienden a estar sujetos a fuerzas de tracción. Gracias a su mayor dureza, los botones de carburo resisten mucho mejor el desgaste. En operaciones de alta frecuencia, minimizar los cambios de broca ahorra mucho tiempo; la mayor vida útil de las brocas de botón reduce la frecuencia de reemplazo y aumenta la productividad general, una razón clave de su creciente popularidad.
Crítico para el rendimiento: tres técnicas principales de retención de botones. Fijar los botones de carburo al cuerpo de la broca (el paso de retención de botones) es crucial. Debe evitar que se pierdan o se muevan durante la perforación para prolongar su vida útil. La industria suele utilizar tres métodos: soldadura fuerte, ajuste a presión (ajuste en frío) e inserción térmica (en caliente). Cada uno tiene características distintivas y es adecuado para diferentes tipos de brocas y requisitos operativos.
Soldadura fuerte: un método temprano, ahora en gran parte obsoleto. La soldadura fuerte fue el primer método de retención y es relativamente sencillo: se mecanizan los ojales y las dimensiones de los botones según la separación de la soldadura, se perforan los agujeros en el cuerpo de la broca y luego se unen los botones al cuerpo mediante soldaduras de cobre o plata. La soldadura fuerte no exige tolerancias de fabricación muy estrictas, por lo que se usó ampliamente al principio. Sin embargo, presenta claras desventajas: el proceso puede dejar marcas que afectan la apariencia, y las soldaduras mal ejecutadas pueden fallar prematuramente. Hoy en día, la soldadura fuerte se usa principalmente para brocas de diámetro pequeño con conexiones de casquillo cónico y se ha reemplazado gradualmente en la mayoría de las aplicaciones.
Ajuste a presión (ajuste en frío): sencillo y rápido, para usos de menor exigencia. El método de ajuste en frío se basa en el ajuste por interferencia. Con base en el límite elástico del acero del cuerpo de la broca, los fabricantes calculan la distancia entre el botón y el orificio y, a continuación, presionan el botón en el orificio aplicando fuerza externa. Este método es fácil de aprender y rápido para la producción en masa. Sin embargo, el prensado puede forzar y dañar tanto el cuerpo de la broca como los botones, lo que reduce su vida útil; el uso prolongado suele provocar la pérdida o rotura de los botones. Por ello, el ajuste a presión se suele utilizar para brocas roscadas de botón de menor exigencia o aplicaciones donde no se requiere un reafilado frecuente.
Inserción térmica (ajuste por contracción en caliente): la mejor opción para un alto rendimiento. Para brocas roscadas de alto rendimiento, la inserción térmica (ajuste por contracción en caliente) es el método preferido. Este enfoque utiliza un cuerpo de broca hecho de acero de aleación seleccionado por su buena expansión térmica y tenacidad. Al aprovechar las diferentes tasas de expansión del cuerpo de acero y los botones de carburo, los fabricantes calientan el cuerpo (o los botones) para crear la holgura adecuada, insertan los botones y luego dejan que el conjunto se enfríe. A medida que el acero se contrae, bloquea los botones firmemente en su lugar. En comparación con los métodos de soldadura fuerte y ajuste en frío, la inserción térmica es fácil de realizar y ejerce tensiones mucho menores en los componentes durante el montaje, lo que reduce el riesgo de daños y produce una retención más estable y segura, adecuada para la perforación de alta intensidad.
