焊缝在焊后自然冷却条件下，由于相对于母材、熔池体积很小，其冷却速度很快，熔化的焊缝金属沿着热传导方向向焊缝中心生长成柱状、树枝状结晶。方向性很明显，并发生合金元素的偏析，组织不稳定，在随后的冷却过程，容易发生组织转变和析出金属间相。
如前所述双相和超级双相不锈钢焊后直接使用(不进行焊后固溶热处理)，配套焊材其镍含量比母材高约2%，故其焊缝组织的奥比体含量比母材的高(约为60%～70%)。
在正常的焊接参数和焊后自然冷却条件下，配套的焊材的焊缝金属可以达到要求的相比例，(FN=30%～70%)，焊缝的力学性能、腐蚀性能可以适应双相钢的要求，但是当采用的焊接热输入较小或厚截面焊缝，焊后冷却速度较快，焊缝中的铁素体的转变来不及充分进行，那么焊缝中的铁素体可能超过70%，另一方面过分大的热输入或填充焊材较少则可能加大母材的(熔化)稀释作用，从而降低焊缝金属的镍含量，同样使焊缝铁素体量增高，出现铁素体过高的现象。较高的铁素体通常表现出低韧性和耐蚀性欠佳。在焊后自然冷却状态下不能防止焊缝高铁素体含量时，通常采取固溶(1050～1100℃)水淬退火处理，使焊缝像母材一样，通过热处理达到较为理想的相比例。所以焊接双相不锈钢，事先一定要根据板厚和焊接方法选择合适的焊接热输入，以及确定焊后是否进行热处理。