OTC DAIHEN CBT-EX : procédé GMAW à transfert contrôlé

Quand le mode globulaire cesse d’être seulement un régime à éviter et devient une zone de transfert que l’électronique peut exploiter. Avec le CBT‑EX (Controlled Bridge Transfer – Expanded), OTC DAIHEN étend le contrôle du transfert au-delà du court-circuit conventionnel afin de réduire les projections, y compris dans des domaines de courant où le transfert globulaire devient habituellement difficile à stabiliser.

Le point essentiel n’est donc pas de « rendre le globulaire parfait », mais de détecter très rapidement l’état du transfert, piloter la forme d’onde et maîtriser la transition court-circuit / réamorçage. Cette stratégie s’inscrit dans l’évolution générale des procédés MIG/MAG avancés.

Pour situer CBT-EX : le panorama MIG/MAG/GMAW présente les familles de variantes, tandis que le dossier sur les transferts contrôlés à faible énergie approfondit notamment STT, RMD, CMT et coldArc. Le présent article reste consacré aux particularités du CBT-EX.

Résumé technique

• Procédé : GMAW/MAG non pulsé à commande numérique de forme d’onde.
• Objectif : réduire les projections et stabiliser le transfert sur une plage de courant élargie.
• Principe : prédiction du réamorçage, réduction rapide du courant au moment critique et stabilisation du transfert pendant la phase d’arc.
• Particularité : fonctionnement possible dans des domaines de courant où le transfert tend normalement vers un globulaire instable.
• Donnée constructeur : jusqu’à 80 % de réduction des projections dans les conditions de référence publiées par DAIHEN ; cette valeur n’est pas une constante du procédé.

Sommaire

• 1. Pourquoi le transfert globulaire pose problème
• 2. Ce que signifie réellement CBT‑EX
• 3. Le rôle du générateur Welbee
• 4. Pourquoi CBT‑EX réduit les projections
• 5. CBT‑EX n’est pas un procédé pulsé
• 6. CBT‑EX face à STT et CMT
• 7. Intérêt industriel et domaines d’application
• 8. Limites et points à qualifier
• 9. Conclusion

1. Pourquoi le transfert globulaire pose problème en MIG/MAG

Dans un GMAW conventionnel, la nature du transfert dépend du courant, de la tension, du diamètre du fil, de la composition du gaz, de la longueur libre du fil et des caractéristiques dynamiques du générateur. Entre le court-circuit et le spray, le domaine globulaire est traditionnellement considéré comme peu favorable : les gouttes deviennent volumineuses, leur détachement est irrégulier et l’arc peut générer des projections importantes.

Le problème n’est cependant pas seulement la taille de la goutte. La stabilité du procédé dépend du couplage entre croissance de la goutte, forces électromagnétiques, tension de surface, pression d’arc, mouvement du bain et instant du court-circuit. Une perturbation de l’un de ces paramètres peut modifier brutalement le moment du détachement ou du réamorçage.

Cette lecture rejoint la logique développée dans notre dossier sur la métallurgie et la dynamique du bain de fusion en GMAW : les performances d’un procédé moderne dépendent autant du contrôle de l’arc que du comportement instantané du bain et de la goutte.

2. Ce que signifie réellement CBT‑EX

CBT signifie Controlled Bridge Transfer. Le principe initial consiste à contrôler précisément la phase de pont liquide entre le fil et le bain lors d’un court-circuit. Les travaux publiés par DAIHEN et l’Osaka University décrivent un contrôle en temps réel du réamorçage : la source cherche à prévoir l’instant où le pont liquide va se rompre afin d’abaisser le courant juste avant la reprise de l’arc. Cette action réduit l’énergie disponible au moment où les projections sont susceptibles de se former.

CBT‑EX — Expanded — étend cette logique à une plage de fonctionnement plus large. Dans le domaine CO₂, DAIHEN décrit notamment une modulation spécifique au début de la phase d’arc afin de favoriser une formation plus stable de la goutte tout en limitant l’effet des forces d’arc. Le procédé exploite ensuite volontairement le court-circuit et le pilotage du courant pour limiter les projections au réamorçage.

Le terme « Expanded » est donc essentiel : CBT‑EX n’est pas seulement un arc court optimisé. Il s’agit d’une extension du domaine de transfert contrôlé vers des courants moyens et élevés, là où le globulaire conventionnel devient généralement plus difficile à maîtriser.

3. Le rôle du générateur Welbee

CBT‑EX repose sur l’architecture numérique Welbee d’OTC DAIHEN. Les générateurs actuels de la famille Welbee II proposent CBT‑EX comme mode « low spatter » distinct du DC Pulse et du Wave Pulse. Cette séparation est importante : l’opérateur choisit une stratégie de transfert en fonction du résultat recherché.

• détection de la phase de court-circuit ;
• estimation de l’instant de rupture du pont liquide ;
• réduction très rapide du courant avant le réamorçage ;
• stabilisation de la phase d’arc et de la croissance de la goutte ;
• correction du comportement du procédé lorsque la longueur d’arc ou le stick-out varient.

Cette électronique ne dispense évidemment pas d’un bon réglage. Le diamètre et la nature du fil, le gaz, la polarité, la longueur libre, la vitesse de soudage, la géométrie du joint et la position restent déterminants.

4. Pourquoi CBT‑EX réduit les projections

Dans un court-circuit mal maîtrisé, la rupture du pont liquide peut intervenir alors que le courant est encore élevé. La force électromagnétique associée à ce courant favorise alors l’éjection de métal. Les procédés à faible projection cherchent précisément à abaisser le courant au moment critique, puis à restaurer l’énergie nécessaire à la continuité du procédé après le réamorçage.

CBT‑EX ajoute à cette logique une stabilisation de la phase d’arc et de la croissance de la goutte. DAIHEN indique que cette commande permet de réduire les projections dans les régimes faible, moyen et élevé. Sur l’exemple constructeur publié à 200 A, 50 cm/min, fil Ø1,2 mm et CO₂, la réduction annoncée atteint jusqu’à 80 % par rapport à la référence conventionnelle utilisée par le fabricant.

À retenir : « jusqu’à 80 % » est une donnée constructeur obtenue dans des conditions définies. Elle ne doit pas être transposée directement à tous les fils, gaz, joints, positions ou vitesses.

5. CBT‑EX n’est pas un procédé pulsé

Il est important de ne pas confondre CBT‑EX avec le GMAW pulsé classique. En pulsé, la forme d’onde est organisée autour de niveaux de courant de pic et de fond destinés à provoquer un détachement périodique de goutte, généralement sans court-circuit dans le régime recherché.

CBT‑EX travaille selon une autre logique : il exploite la détection du transfert, la commande du court-circuit et la stabilisation de la phase d’arc. OTC DAIHEN propose d’ailleurs, sur les Welbee II concernés, CBT‑EX, DC Pulse et Wave Pulse comme modes distincts. Le choix dépend donc de l’objectif de production : faible projection, pénétration, contrôle thermique, aspect du cordon ou productivité.

6. CBT‑EX face à STT et CMT : trois philosophies de contrôle

STT, CMT et CBT‑EX poursuivent tous une meilleure maîtrise du transfert, mais par des moyens différents. Il ne s’agit pas de désigner un « meilleur » procédé universel : chacun agit sur une partie différente du système arc–fil–goutte–bain.

Procédé	Action dominante	Point fort	Applications typiques
STT	Pilotage du courant pendant le court-circuit	Racines, faible projection, contrôle du bain	Tuyauterie, passes de fond, positions
CMT	Courant + mouvement réversible du fil	Très faible apport thermique	Tôles fines, brasage, aluminium, assemblages dissemblables
CBT‑EX	Commande numérique du cycle arc / court-circuit sur plage élargie	Faible projection avec domaine de courant étendu	CO₂/MAG, automatisation, production répétitive, vitesses élevées selon application

Pour approfondir STT et CMT, voir notre dossier sur les variantes MIG/MAG/GMAW à faible énergie : STT, RMD, CMT, coldArc et WiseRoot+.

Figure 1 — Exemple de contrôle du transfert en STT. La logique de commande n’est pas celle du CBT‑EX, mais la comparaison montre comment les procédés modernes agissent sur les phases critiques du cycle.

Figure 2 — En CMT, la maîtrise du transfert associe la régulation électrique au mouvement réversible du fil : une philosophie différente de CBT‑EX.

7. Où CBT‑EX peut apporter un avantage industriel

• Réduction du nettoyage après soudage : moins de grosses projections adhérentes signifie moins de meulage et de retouche.
• Soudage au CO₂ : DAIHEN met particulièrement en avant la possibilité d’obtenir un niveau de projection fortement réduit avec un gaz économique.
• Production automatisée : la répétabilité du transfert et la réduction des projections sont intéressantes pour les cellules robotisées et les séries répétitives.
• Vitesse de soudage : la stabilité à arc court et la limitation des projections peuvent être utiles lorsque le temps de cycle est prioritaire.
• Aciers carbone et inox : les Welbee II actuels proposent CBT‑EX pour les applications carbone et inox selon configuration, fil et gaz.

L’intérêt économique ne doit donc pas être évalué seulement sur la vitesse d’avance. Il faut considérer le temps total de fabrication : soudage, nettoyage des projections, meulage, retouches, disponibilité robot et stabilité de la qualité.

8. Limites et points à qualifier

CBT‑EX reste un procédé GMAW. Ses performances dépendent donc de la fenêtre opératoire réelle et doivent être validées sur le joint considéré. Les chiffres constructeur ne remplacent ni l’essai de soudage ni la qualification du mode opératoire.

• Pénétration : une réduction des projections ne garantit pas automatiquement une pénétration suffisante ; la macrographie reste indispensable pour les applications critiques.
• Gaz : CO₂ et mélanges MAG ne donnent pas la même dynamique d’arc ni le même comportement de transfert.
• Stick-out et longueur d’arc : les variations géométriques restent des variables importantes, même avec une régulation rapide.
• Vitesse : une vitesse élevée peut augmenter le risque de manque de fusion, sous-coupe ou défaut de mouillage si l’énergie réellement déposée devient insuffisante.
• Qualification : la WPS/QMOS doit être établie sur les paramètres et le matériel réellement utilisés.

Pour les applications où la priorité est au contraire la forte pénétration et à la réduction du volume de joint, voir également notre dossier sur le soudage MIG/MAG à forte pénétration.

9. Conclusion

Le CBT‑EX d’OTC DAIHEN est intéressant parce qu’il montre une évolution fondamentale du GMAW moderne : le régime de transfert n’est plus seulement subi ; il devient une variable pilotée par la source.

L’apport de CBT‑EX ne réside pas dans une prétendue disparition des lois physiques du globulaire. Il réside dans la capacité du générateur à détecter, anticiper et corriger les événements critiques du cycle de transfert suffisamment vite pour exploiter une plage de fonctionnement autrefois considérée comme défavorable.

Pour l’ingénieur soudeur, la question pertinente n’est donc pas « CBT‑EX est-il meilleur que le pulsé, le STT ou le CMT ? », mais : quelle stratégie de transfert donne le meilleur compromis entre pénétration, projections, énergie, vitesse, qualité et coût global de fabrication sur mon joint réel ?

Sources techniques

• DOGA / OTC DAIHEN — Générateurs de soudage, catalogue technique 2026 — document français ; voir la section CBT-EX « faible taux de projections », avec schéma de fonctionnement et réductions annoncées jusqu’à 80 % à 200 A en CO₂ et 60 % en MAG.
• Paton Welding Journal — Trends in Developments in Arc Welding Equipment — article technique en anglais décrivant le principe du CBT-Expanded, l’extension au domaine globulaire au-delà de 200 A et le rôle du processeur Welbee.
• African Fusion — Gas metal arc welding processes: spatter reduction and CBT-Expanded — article en anglais expliquant pourquoi le CBT classique est limité au court-circuit et comment le CBT-Expanded stabilise le transfert dans la zone globulaire de 200 à 300 A.
• AWS Welding Journal — Welding Steel Sheet with a Modified Short Circuiting Process — T. Era, T. Ueyama et M. Brooks, décembre 2008 ; article complet en anglais sur le principe CBT et la réduction des projections.
• Science and Technology of Welding and Joining — Controlled Bridge Transfer (CBT) gas metal arc process for steel sheets joining — article scientifique en anglais sur la prédiction du réamorçage et le contrôle du courant en GMAW non pulsé.