Por que as brocas roscadas para botões funcionam tão bem — os segredos para fixar os botões
As brocas roscadas com botão tornaram-se uma ferramenta indispensável na perfuração moderna de rochas. Fabricadas com insertos de carboneto de tungstênio em um corpo de broca, elas são cada vez mais preferidas em relação às brocas convencionais com insertos, pois se adaptam a uma ampla gama de condições de perfuração e oferecem diversas vantagens importantes.
Principais vantagens: versatilidade, eficiência e durabilidade. A flexibilidade de layout das brocas de botão é um grande benefício. Os operadores podem ajustar o número e o posicionamento dos botões periféricos e centrais para atender ao tamanho do furo e aos requisitos de quebra de rocha, e o diâmetro da broca não é rigidamente limitado, tornando-as adequadas para diversas aplicações. Sua ação de quebra de rocha utiliza múltiplos pontos de impacto, o que reduz as zonas mortas sem quebra e evita a trituração de fragmentos de rocha. Isso melhora a eficiência de penetração e reduz o consumo de energia.
A durabilidade é outro ponto forte. Os insertos de carboneto de tungstênio suportam a maior parte das cargas de compressão durante a perfuração, enquanto as pastilhas planas mais antigas tendem a ser submetidas a forças de tração. Como os insertos de carboneto são mais duros, resistem muito melhor ao desgaste. Em operações de alta frequência, minimizar as trocas de brocas economiza um tempo significativo; a maior vida útil das brocas de botão reduz a frequência de substituição e aumenta a produtividade geral — um dos principais motivos para sua crescente popularidade.
Fundamental para o desempenho: três técnicas principais de fixação de pastilhas. A fixação das pastilhas de metal duro ao corpo da broca — a etapa de fixação das pastilhas — é crucial. Ela deve impedir a perda ou o deslocamento das pastilhas durante a perfuração para prolongar sua vida útil. A indústria utiliza comumente três métodos: brasagem, encaixe por pressão (a frio) e inserção térmica (a quente). Cada um possui características distintas e é adequado para diferentes tipos de brocas e demandas operacionais.
Brasagem: um método antigo, agora em grande parte obsoleto. A brasagem foi o primeiro método de fixação e é relativamente simples: usina-se o formato dos furos e das dimensões dos botões de acordo com a folga de brasagem, perfuram-se os furos no corpo da broca e, em seguida, unem-se os botões ao corpo usando soldas de cobre ou prata. A brasagem não exige tolerâncias de fabricação muito rigorosas, por isso foi amplamente utilizada inicialmente. No entanto, apresenta desvantagens claras: o processo pode deixar marcas de brasagem que afetam a aparência, e brasagens mal executadas podem falhar prematuramente. Hoje, a brasagem permanece principalmente para brocas de pequeno diâmetro com conexões de encaixe cônico e foi gradualmente substituída na maioria das aplicações.
Encaixe por pressão (encaixe a frio): simples e rápido, para aplicações de menor exigência. O método de encaixe a frio baseia-se na interferência. Com base no limite de elasticidade do aço do corpo da broca, os fabricantes calculam a folga entre o botão e o furo e, em seguida, pressionam o botão no furo com força externa. Este método é fácil de aprender e rápido para produção em massa. No entanto, a pressão pode tensionar e danificar tanto o corpo da broca quanto os botões, reduzindo a vida útil geral; o uso prolongado geralmente leva à perda ou quebra dos botões. Por esse motivo, o encaixe por pressão é normalmente usado para brocas de botão roscadas de menor exigência ou aplicações onde o reafiamento frequente não é necessário.
Inserção térmica (ajuste por contração a quente): a melhor escolha para alto desempenho. Para brocas de botão roscadas de alto desempenho, a inserção térmica (ajuste por contração a quente) é o método preferido. Essa abordagem utiliza um corpo de broca feito de aço-liga escolhido por sua boa expansão térmica e tenacidade. Explorando as diferentes taxas de expansão do corpo de aço e dos botões de metal duro, os fabricantes aquecem o corpo (ou os botões) para criar a folga adequada, inserem os botões e, em seguida, deixam o conjunto esfriar. À medida que o aço se contrai, ele trava os botões firmemente no lugar. Comparado aos métodos de brasagem e ajuste a frio, a inserção térmica é simples de executar e exerce tensões muito menores sobre os componentes durante a montagem, reduzindo o risco de danos e produzindo uma retenção mais estável e segura, adequada para perfuração de alta intensidade.
