Kaltschweißen ist ein Verbindungsverfahren, bei dem zwei Gegenstände durch intensiven Druck, der von Matrizen und Walzen ausgeübt wird, zu einem verbunden werden. Wie der Name schon sagt, ist diese Technik nicht auf Hitze angewiesen, um den Zustand der zu verbindenden Gegenstände zu ändern – diese Substanzen bleiben während des gesamten Verfahrens in einem festen Zustand. Nicht alle Metalle sind aufgrund des Sauerstoffgehalts in ihren Außenschichten ideale Kandidaten für das Kaltschweißen, und selbst nach längerem Bürsten und Reinigen kleben die Metalle nicht, wenn eines von ihnen nicht formbar ist. Ebenso versagt die Kaltschweißung, wenn die beiden verbundenen Teile später einer sauerstoffreichen Umgebung oder bestimmten anderen reaktiven Verbindungen ausgesetzt werden. Aufgrund dieser Einschränkungen eignet sich das Kaltschweißverfahren am besten für Objekte, die außerhalb der Erdatmosphäre eingesetzt werden, wie Satelliten oder Raumfahrzeuge.
Kaltschweißen wurde ursprünglich in den frühen 1940er Jahren von modernen Gesellschaften entdeckt und als neues Phänomen angesehen, aber dieses Verfahren existiert tatsächlich seit Tausenden von Jahren. Es wurde festgestellt, dass sich zwei ähnliche Metalle im Vakuum verbinden, solange sie saubere, abgeflachte Oberflächen besitzen und eine starke Anfangskraft aufgebracht werden kann. Während des Prozesses treten Deformationen auf 60 bis 80 % der Klebefläche auf, wodurch reine, saubere Metalle in Kontakt kommen. Dann findet eine dauerhafte Verbindung auf atomarer Ebene statt, mit Schweißnähten, die viel stärker sind, als dies mit anderen Mitteln möglich wäre. Ein weiterer Vorteil ist, dass absolut keine Zwischenmaterialien als Lot verwendet werden. Solange sich also keine Oxide auf der Metalloberfläche bilden, sollte es Jahrzehnte halten.
Seit der ersten Entdeckungszeit haben Forscher gezeigt, dass Kaltschweißen auch ohne übermäßigen Kraftaufwand durchgeführt werden kann. Durch weniger Druck über einen längeren Zeitraum können ähnliche Ergebnisse erzielt werden. Eine andere Methode besteht darin, die Oberflächentemperatur der beiden zu verbindenden Materialien für kurze Zeit zu erhöhen, um die Moleküle zu beschleunigen.
Moderne Anwendungen für das Kaltschweißen sind zahlreich, aber es wird aufgrund der oben genannten Einschränkungen immer noch als situativer Prozess angesehen. Die Technik macht es jedoch möglich, in vielen feindlichen Umgebungen zu arbeiten, die zuvor unmöglich waren, wie zum Beispiel das Schweißen von unterirdischen Rohrleitungen, die brennbare Gase führen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass es sehr schwierig ist, die Integrität der Schweißung zu überprüfen, insbesondere bei dickeren Metallen, da die Schweißung schnell erfolgt und als dauerhaft gilt.