Khi hàn hồ quang kim loại bị chảy ra rất nhanh ( khoảng vài giây) và lượng kim loại bị nóng chảy rất nhỏ ( hàn hồ quang tay khoảng 8cm3) nhiệt độ kim loại vũng hàn cao hơn rất nhiều so với các lò luyện. Sau khi hàn xong kim loại vùng hàn do tiếp xúc với kim loại vật hàn nên nguội lạnh rất nhanh, vv .. Do các đặc điểm trên nên quá trình hoá lý không thể thực hiện được triệt để.

Dưới đây là những nhân tố hoá học ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn và các biện pháp ngăn ngừa các ảnh hưởng xấu này.
1. Oxy: Oxy là tạp chất có hại vì nó sẽ tạo nên các oxit ( FeO, CuO, AL2O3, vv…) nằm quanh tinh giới hạt hoặc hoà tan ở dạng hỗn hợp cơ học. Vì thế làm giảm độ bền, độ dẻo, độ dai va chạm ,… của kim loại
Khi kim loại ở nhiệt độ cao 1500-1750oC thành phần O2 trong thép lỏng ở dạng oxit sắt có thể đến 0.2-0.5%
Sự oxy hoá kim loại do môi trưởng khi bao bọc quanh kim loại nóng chảy ( môi trường này có thể do ta đưa vào như acgon, nito, hydrro, Co2 hoặc do sự xháy của các chất khí với oxy khi hàn khí, vv…) có sự chứa hơi nước, khi ẩm, sự oxy hoá kim loại cũng còn do xỉ hàn có chứa hơi nước nhiều Fe2O3, CaCO3, vv… khi tiếp xúc với kim loại lỏng sự oxy hoá các chất hợp kim của chúng, vv..
Để khử tác dụng có hại của oxy người ta dùng nhiều biện pháp như hàn chân không, hàn có thuốc hàn, hàn trong môi trường khí bảo vệ. Thông dụng nhất là cho các fêrô hợp kim thuốc bọc que hàn, dùng thuốc hàn có những chất khử oxy khỏi oxit kimloại tạo thành xỉ hoặc khí bay ra khỏi mối hàn.
2. Nitơ: Nitơ từ môi trường khi hoà tan vào kim loại lỏng và tạo thành nitrit phân bố trong kim loại ở dạng hình kim. Đối với thép ít cacbon chúng làm giảm mạnh độ dẻo, tăng một số ít độ bền và giới hạn chảy. Vì thế nói chung nitơ có thể xem là tạp chất trong mối hàn.
Sự hoà tan nitơ trong mối hàn càng lớn khi hồ quang dài, que hàn trần, ít nhất là hàn khí. Tăng lượng cacbon và măngan trong que và thuốc hàn so thể giảm lượng nitơ trong kim loại hàn.
3. Hydro: Hydro hoà tan trong kim  loại trạng thái đặc hoặc lỏng, thường ở dưới dạng nguyên tử không tạo nên những liên kết hóa học nào. Kim loại ở trạng thái lỏng, hydro hoà tan càng mạnh, nhiệt độ và áp lực càng cao hydro hoà tan càng nhiều.
Sự tạo thành hydro khi hàn do nhiều nguyên nhân: sự phân giải hydro phân tử ở nhiệt độ cao, phản ứng hoá học của kim loại và khí ẩm, quá trình điện phân khi hàn điện sự phân giải của thuốc hàn ( HCL, NaOH), vv… nguyên nhân cơ bản để nâng cao lượng hydro trong kim loại là môi trường khi hàn.
Sự tồn tại hydro trong mối hàn là một trong những nguyên nhân của rỗ khí, vì thế hydro là chất có hại.
4. Lưu huỳnh: Lưu huỳnh là chất có hại trong mối hàn và là nguyên nhân tạo nên nứt nóng thép. Để tránh hiện tượng này phải dùng măngan bằng cách cho vào thuốc hàn, que hàn, vv.. ở dạng fero mangan hoăch mangan nguyên chất.
5. Măngan: Măngan tăng giới hạn bền, độ cứng và khuynh hướng dễ tôi của nhưng nếu Mn >1% thì khi hàn tạo nên xỉ khó chảy nằng trong mối hàn gây nên rỗ khí.

TỔ CHỨC CỦA KIM LOẠI MỐI HÀN.
Sau khi hàn kim loại ở vũng hàn ( gồm kim loại que hàn và một thành phần kim loại vật hàn) sẽ nguội và kết tinh tạo thành mối hàn, vùng kim loại vật hàn quanh mối hàn do ảnh hưởng của tác dụng nhiệt nên có sự thay đổi tổ chức và tính chất của nó gọi là vùng ảnh hưởng nhiệt.
Nghiên cứu mối hàn bằng thép ít cacbon qua kính hiển vi ta sẽ thấy có nhiều thành phần riêng có tổ chức khác nhau sau đây.
1.Vùng mối hàn
Vùng này kim loại nóng chảy hoàn  toàn, khi nguội lạnh có tổ chức tượng tự tổ chức thỏi đúc, thành phần và tổ chức khác với kim loại que hàn và vật hàn.
Vùng sát với kim loại cơ bản do tản nhiệt nhanh, tốc độ nguội lớn nên hạt rất nhỏ. Vùng tiếp theo kim loại sẽ kết tinh theo thước thẳng góc với mặt tản nhiệt tạo nên dạng  nhánh cây kéo dài, vùng trung tâm do nguội chậm, nên hạt lớn và có lẫn chất phi kim ( xỉ,…)
2. Vùng ảnh hưởng nhiệt.
Tổ chức của kim loại trong vùng ảnh hưởng nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ nung của từng vùng bao gồm:
a.Viền chảy 1: là vùng kim loại nóng chảy không hoàn toàn nằm giữa kim loại mối hàn ( nóng chảy) và kim loại vật hàn ( không chảy) vùng này kim loại vật hàn có pha lỏng và đặc có pha lẫn kim loại que hàn. Hạt kim loại nhỏ và ảnh hưởng  tốt đến cơ tính mối hàn..
b. Vùng quá nhiệt 2: Là vùng có nhiệt độ nung trên 1100oC và các hạt ôstenit bắt đầu phát triển mạnh: Vùng này kim loại rất lớn có độ dài va chạm và tinh dẻo kém là vùng yếu nhất của vật hàn.
c. Vùng thường hoá 3: Là vùng có nhiệt độ 900-1100oC tổ chức gồm các hạt ferit nhỏ và một số hạt peclit, vì nó có cơ tính rất cao.
d. Vùng kết tinh lại không hoàn toàn 4: Là vùng có nhiệt độ 770-900oC. Tổ chức là các hạt ferit to và ôstenit nhỏ, vì thế cơ tính vùng này giảm ( do hạt không đều).
e. Vùng kết tinh lại 5: là vùng có nhiệt độ 500-700oC. Tổ chức giống tổ chức kim loại vật hàn, nhưng ở nhiệt độ này là nhiệt độ biến mềm làm mất hiện tượng biến cứng ( ví dụ làm mất sự không cân bằng và kéo dài của hạt khi gia công áp lực nguội) nên tổ chức tính chất của kim loại trở lại trạng thái ban đầu. Vùng này có độ cứng giảm, tính dẻo tăng.
g. Vùng dòn xanh 6: là vùng có nhiệt độ <500oC. Tổ chức cấu tạo giống hoàn toàn kim loại vật hàn nhưng do ảnh hưởng nhiệt nên tồn tại ứng suất dư vì vậy khi thí nghiệm kéo mẫu hàn, thường chỗ này cũng hay bị nứt.
Chiều rộng của vùng này ảnh hưởng nhiệt phụ thuộc: chiều dày vật hàn, nguồn nhiệt hàn, điều kiện thoát nhiệt khỏi vùng hàn.
Chiều dày vật hàn lớn, nguồn nhiệt hàn nhỏ, điều kiện thoát nhiệt tốt, chiều rộng vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ và độ cứng kim loại tăng. Nung nóng sơ bộ trước khi hàn, nguội nhiệt lượng, chiều dày vật hàn nhỏ thì tổ chức mối hàn ở vùng ảnh hưởng nhiệt thô, chiều rộng vùng quá nhiệt tăng vì thế giảm tính dẻo, độ dai va chạm của mối hàn và vùng lân cận mối hàn. Hàn hồ quang bằng que hàn có thuốc bọc mỏng và hàn tự động lớp thuốc hàn có vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ nhất. Dòng điện càng nhỏ, tốc độ hàn càng lớn, vùng ảnh hưởng nhiệt càng nhỏ.