珠光体钢焊接接头分为焊缝区、熔合区和热影响区三个主要特征区。 采用奥氏体钢焊条时，焊缝组织为奥氏体加少量的骨架状铁素体。 熔合区为针状组织和不易被腐蚀出来的“白亮”带; 靠近熔合区为具有粗大组织的热影响区。 显微硬度测试表明: 熔合区为一个高硬度区。

珠光体钢焊缝金属的稀释程度受焊接方法、接头形式、焊接工艺参数( 焊接电流、焊接速度) 、预热温度、焊工操作技术等因素影响。 由于稀释、电弧对流和机械搅拌等作用，焊缝金属是奥氏体钢焊条与珠光体母材的均匀混合区。 不同的坡口形式和焊接工艺，母材对填充金属的稀释程度也不一样。

焊接金属的化学成分可以根据填充金属、母材成分和熔合比来计算。 焊缝组织可以根据舍夫勒焊缝组织图预测。 实际上，焊缝中间部位与焊缝边缘的化学成分有很大的差别，熔池边缘靠近固态母材处，液态金属的温度较低、流动性差，液态停留时间较短，受到机械搅拌作用比较弱，是一个滞留层。 该处熔化的母材与填充金属不能充分地混合，而且越靠近熔合区，母材成分所占比例越大。

珠光体钢焊缝中Cr、Ni 元素向熔化的母材中扩散，以及母材中碳元素由于受Cr 的亲和作用向焊缝中扩散，最终形成一个合金元素浓度梯度。 20 号钢与Cr25Ni20 ( A402) 熔合区附近，合金元素的成分分布。 因焊缝中的Cr、Ni 含量较高，达到了Schaffler 焊缝组织图中单相奥氏体要求的含量，使得奥氏体组织融合过渡区中的Cr、Ni 不足以形成单相奥氏体，快速冷却时可能形成脆性马氏体组织。

Cr5Mo 钢与Cr25-Ni13( A302) 熔合区附近合金元素的成分分布。 这种合金元素浓度的变化必然引起组织变化，形成一个称为熔合区的过渡区。 该过渡区虽然很窄，但对焊接接头的力学性能有重要影响。

奥氏体焊缝与低碳钢焊接熔合区两侧在焊态及经过高温加热处理后C、Cr 元素的电子探针分子结果。 显然，经过6 000 ℃ × 100 h高温加热处理后，在焊接熔合区靠近焊缝金属一侧的碳含量显著增加，使熔合区附近的组织性能发生明显变化，尤其是冲击性降低。

Cr 是强碳化物形成元素，碳原子沿着激活能较低的晶体边缘由焊缝扩散迁移到熔合区后，有C 元素形成稳定的碳化合物Cr23C6。 由于熔合区的碳化物溶解和随后向焊缝空隙扩散进行的较慢，从而形成明显的脱碳层。 提高焊缝中的铬含量或铁素体化元素的含量将促使脱碳层的宽度增加。

Ni 是奥氏体化元素，会增大碳的活度系数，降低碳化物的化学稳定性，并消弱碳化物形成元素对碳的结合能力。 熔合过渡区的宽度主要受焊接工艺和填充金属中化学成分的影响，如采用大电流和高Ni 含量的焊条就能够减小熔合区的宽度，特别是马氏体层的宽度 。