合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象，叫偏析。焊接熔池在一次结晶过程中，由于冷却速度快，已凝固的焊缝金属中各化学元素来不及扩散、造成分布不均匀，产生偏析。
焊缝隙中的偏析现象有三种：
    1、显微偏析  熔池一次结晶时，最先结晶的结晶中心金属最纯，后结晶部分含其它合金元素和杂质略高，最后结晶的部分，即结晶的外端和前缘含其它合金元素和杂质最高。在一个柱状晶粒内部和晶粒之间化学成分分布不均的现象，称为显微偏析。
    2、区域偏析  熔池一次结晶时，由于柱状晶体的不断长大和推移，会把杂质“赶”向熔池中心，使熔池中心的杂质比其它部位多，这种现象称为区域偏析。
    熔池的断面形状对区域偏析的分布影响很大，窄而深的熔池，各柱状晶的交界在其中心，因此，熔池中心聚集有较多的杂质。这种焊缝在其中心部位极易产生热裂纹。宽而浅的熔池，杂质聚集在焊缝的上部，因而具有较高的抗热裂能力。
    3、层状偏析  熔池在一次结晶过程中，要不断地放出结晶潜热，当结晶潜热达到一定数值时，熔池的结晶就出现时的停顿。以后随着熔池的散热，结晶又重新开始，形成周期性的结晶，伴随着出现结晶前沿液体金属中杂质浓度的周期变动，产生周期性的偏析，叫层状偏析。层状偏析集中了一些有害元素，因此一些焊接缺陷往往就出现在层状偏析中。由层状偏析引起的气孔。