經對焊縫的斷面進行宏觀觀察發現，耐磨藥芯焊絲焊縫中的晶體形態主要是柱狀晶和少量等軸晶。如果在顯微鏡下進行微觀分析時，還可以發現在每個柱狀晶內還有不同的結晶形態，而等軸晶內一般都呈現樹枝晶。這些柱狀晶或等軸晶內部的微觀形狀稱為亞晶。結晶形態的不同，是由于耐磨藥芯焊絲中金屬的純度和散熱條件的不同所致。
結晶過程中晶體的生核和長大都必須具有一定的過冷度。而結晶形態同樣也受過冷度的影響。由于在耐磨藥芯焊絲凝固（結晶）過程中不存在化學成分的變化，因此整個液體中的凝固點為恒定的溫度，而過冷度的大小只決定于溫度的梯度。即液相中的過冷度取決于造成實際結晶溫度低于凝固點的冷卻條件，例如冷卻速度越大，過冷度越大。有以下兩種情況：
1、正溫度梯度
當液相溫度高于固相溫度，且距界面越遠，液相溫度越高時，稱為正的溫度梯度。耐磨藥芯焊絲焊縫凝固時，一般均屬于這種情況。此時液相與固相的溫度梯G,G>0。在這種情況下由于液體金屬的溫度高，過冷度小或為負，使伸入液體金屬內部的晶體成長緩慢，故形成平滑的晶界（所謂平晶）。
2、負溫度梯度
當距界面越遠液相的溫度越低時，稱為負的溫度梯度。此時的溫度梯度G<0。由于液體內部的溫度比界面低，過冷度大，因而伸入液體金屬內部的晶體成長速度很快，除了主干之外，還有分枝，形成所謂樹枝狀晶，樹枝狀晶體的立體模型。
從耐磨藥芯焊絲結晶形態分析可以看出，形成樹枝狀晶的條件是液體金屬內部比結晶界面具有更大的過冷度，但這種情況對于耐磨藥芯焊絲來講是很少的。