若成分不同，及其性能也不同的材料焊接在一起，其接頭的性能不僅決定于其中最弱者，而且往往由于兩者的不同或不均勻而出現新的矛盾。例如，由于構成腐蝕電池，異種金屬焊接接頭的耐腐蝕壽命，可能比其中任一材料的腐蝕壽命都大大縮短；強度、塑性、彈性模量差異也可導致應力應變集中，因而提前發生斷裂；此外諸如熱膨脹系數、熱導率等的差異也會導致熱應力應變和熱疲勞損傷等，因此異種材料焊接接頭的成分不均勻性和性能的不均勻性，應當受到特別關注。
通常，被焊的兩種材料的成分差異越大，則焊縫金屬與焊縫兩側或焊縫一側母材金屬的成分差異也越大。焊縫金屬同母材金屬之間形成的一個異種材料的連接副中，一側是固態的A（或B）母材金屬，一側是D成分的液態焊接熔池。高溫下，A（或B）、D之間會發生元素的擴散（包括某些情況下的上升擴散），由D進入A（或B）的元素濃度在固相表面最高，向內逐漸降低，如圖5-2所示。由A（或B）擴散進入D的元素則由于液體的流動而均勻化，并不影響該局部的焊縫金屬成分。焊縫一側圖5-2 液態焊接熔池合金（或兩側）的不均勻性決定于A（或B）和D的成分和各元素擴散示意圖組成元素的本性，這是不可避免的；但其擴散的深度和最終的濃度梯度，則受到溫度的高低和高溫下停留時間的影響。這是焊縫一側（或兩側）的固相形成成分不均勻性的一個來源。
熔合區的另一種成分不均勻性，產生于焊接過程中的液相熔池金屬一側的不均勻攪拌區。熔池的邊緣層母材金屬份額較高且未被攪拌均勻，其原因是熔池邊緣的溫度較其平均溫度低，距電弧電流中心較遠，電磁攪拌也較弱，金屬的流動性較差，被熔化下來的母材金屬處于液態的時間較短，有的可以看到成塊的母材金屬以島嶼或半島狀貼近于焊縫邊緣。這種成分不均勻性的程度與焊接參數有關，特別與施焊過程中均勻性和穩定性關系更大。在高度自動化的焊接條件下，焊縫不均勻混合區的不均勻程度可以得到控制；而手工電弧焊時，很難達到施焊過程焊接參數的均勻性和穩定性。除了操作影響外，也與人的身體和精神狀態有密切聯系。
