不平衡反应系统焊接区温度分布不均
焊条熔滴同熔化的母材相混合形成熔池及其反应区。焊条溶滴、熔渣进入熔池后，各相之间进一步发生反应，直至金属凝固形成焊缝。与熔滴反应区相比，熔池反应区的速度低、反应不同步以及熔池液态金属在电弧力、温差及其不同表面张力等的作用下，发生相当的搅拌作用。
总之，熔池阶段的反应速度比熔滴阶段低，其冶金反应作用较熔滴阶段小，但由于熔池内受各种力的作用而发生搅拌作用，有利于熔池及其焊缝金属的均匀化。

焊接化学冶金不仅分区域进行，而且在同一区域内的不同部位反应方向和反应速度也有差异。因此，整个化学冶金系统是相当复杂的、多相的不平衡反应系统。
焊接化学冶金系统的反应温度高，参与反应的相数多。例如，焊条电弧焊存在液态金属、熔渣和气体三个相之间的相互作用。由于多相反应是在各相介面上进行的，并且受传热、传质和动量传输的影响，因此，难以判定反应的方向、速度和限度。焊接区温度高且分布不均，排除了整个焊接化学冶金系统平衡的可能性。焊接区的高温和各相之间巨大的反应界面及其强大的搅动，使冶金反应进行得相当激烈。
但由于各反应区的反应条件变化大且相界面多，这增加了物质传输的困难，焊接连续冷却过程使温度变化大、停留时间短，各种反应离平衡远近的程度相差大，从而造成了焊接化学冶金系统的不平衡。

应当指出，尽管焊接化学冶金系统从整体上说是不平衡的，但并不排除系统个别部分出现某种反应的暂短平衡。例如，在熔池反应区中所进行的同一反应在熔池前部和后部的反应方向可能是相反的，在此相反的反应方向之间必然存在一个反应方向变化的平衡状态。
焊接区内的气体是与液态金属进行冶金反应的重要物质，了解焊接区内气体的种类、来源及气相的组成，是研究气相与液态金属相互作用的前提。