Kylmähitsaus on liimausprosessi, jossa kaksi kappaletta yhdistetään yhdeksi voimakkaan paineen avulla, jota puristimet ja rullat käyttävät. Kuten nimestä voi päätellä, tämä tekniikka ei vaadi lämpöä liimautuvien kohteiden tilan muuttamiseen – nämä aineet pysyvät kiinteässä tilassa koko toimenpiteen ajan. Kaikki metallit eivät ole ihanteellisia ehdokkaita kylmähitsaukseen, koska niiden ulkokerrokset ovat happipitoisia, ja jopa pitkän harjauksen ja puhdistuksen jälkeen metallit eivät tartu yhteen, jos jokin niistä ei ole muokattavissa. Samoin, jos kaksi sidottua kappaletta altistetaan myöhemmin happipitoiselle ympäristölle tai tietyille muille reaktiivisille yhdisteille, kylmähitsaus epäonnistuu. Näiden rajoitusten vuoksi kylmähitsausprosessi soveltuu parhaiten kohteille, jotka sijoitetaan maan ilmakehän ulkopuolelle, kuten satelliiteille tai avaruusaluksille.
Nykyaikaiset yhteiskunnat löysivät kylmähitsauksen alun perin 1940 -luvun alussa ja ajattelivat sitä uutena ilmiönä, mutta tämä prosessi on ollut olemassa jo tuhansia vuosia. Opittiin, että kaksi kappaletta samanlaisia metalleja sitoutuu yhteen tyhjiössä, kunhan niillä on puhtaat, litteät pinnat ja voimakas alkuvoima. Prosessin aikana muodonmuutoksia esiintyy 60-80%: lla liimauspinnasta, ja tämä mahdollistaa puhtaiden, puhtaiden metallien joutumisen kosketuksiin. Pysyvä liimaus tapahtuu sitten atomitasolla, ja hitsit ovat paljon vahvempia kuin mitä voitaisiin saavuttaa muilla tavoilla. Toinen etu on, että juotostyyppinä ei käytetä lainkaan välimateriaaleja, joten niin kauan kuin oksidit eivät saa muodostua metallin pinnan yli, sen pitäisi kestää vuosikymmeniä.
Alkuvaiheen jälkeen tutkijat ovat osoittaneet, että kylmähitsaus voidaan suorittaa myös ilman liiallista voimaa. Käyttämällä vähemmän painetta pidemmän ajan kuluessa voidaan saavuttaa samanlaisia tuloksia. Toinen menetelmä on nostaa kahden sidotun materiaalin pintalämpötilaa lyhyeksi ajaksi molekyylien nopeuttamiseksi.
Nykyaikaisia käyttötarkoituksia kylmähitsauksessa on lukuisia, mutta sitä pidetään edelleen ehdollisesti tilanteellisena prosessina edellä mainittujen rajoitusten vuoksi. Tekniikka mahdollistaa kuitenkin työskentelyn monissa vihamielisissä ympäristöissä, jotka olivat aiemmin mahdottomia, kuten syttyviä kaasuja kuljettavien maanalaisten putkien hitsaaminen. Toinen takaisku on, että koska hitsaus tapahtuu nopeasti ja sitä pidetään pysyvänä, hitsin eheyttä on erittäin vaikea tarkistaa, erityisesti paksummissa metalleissa.