冷焊 (Cold Welding) 的原理是什麼，航天工程中是如何解決冷焊現象的？
在這個下面看到的：宇宙中有哪些超乎一般人想像的現象？ - 十一點半的回答
覺得冷焊現象很神奇，在材料原子層面的原理是什麼啊？在航天中又是如何避免的？
好驚奇，居然有人邀請我回答這個問題。要心虛地說聲謝邀嗎……為了不誤人子弟，那我就保守地回答一些比較基礎的方面好了。
定義
冷焊是指在摩擦學中，兩個直接接觸表面在常溫、低溫下形成的粘著。冷焊是應用機械力、分子力或者是電力使得焊材擴散到器具表面的一種工藝（方法），一般會應用在機械工程、摩擦學或者磨損方面。
分類
冷焊機會被分為堆焊型冷焊機、貼薄片修復型冷焊機、焊接銅鋁線冷焊機。其中前兩種用來修復金屬、鑄件表面的磨損、劃傷、氣孔、砂眼等細小缺陷；第三種用來焊接銅線、鋁線等有色金屬線材，比如發動機漆包線的焊接等等。
原理
原理的話，得按上面的分類來說了。
堆焊型冷焊機：
堆焊型冷焊機是利用充電電容，以 10^-3~10^-1 秒的周期，10^-6~10^-5 秒的超短時間放電。電極材料與模具接觸部位會被加熱到 8000~10000℃，等離子化狀態的熔融金屬以冶金的方式過渡到工件的表面。由於與母材之間產生了合金化作用，向工件內部擴散、熔滲，形成了擴散層，得到了高強度的結合。實現冷焊（熱輸入低）的原理是放電時間（Pt）與下一次放電時間間隔時間（It）相比是極其短的，機器有足夠的相對停止時間，熱量會通過模具基本體擴散到外界，因此模具的被加工部位不會有熱量的聚集。雖然模具的升溫幾乎停留在室溫，可是由於瞬時熔化的原因，電極尖端的溫度可以到達 10000℃ 左右。焊條瞬間產生金屬熔融，過渡到母材金屬的接觸部位，同時由於等離子電弧的高溫作用，表層深處開成像生了根一樣的強固的擴散層，呈現出高結合性，不會脫落。
貼薄片式：
貼片式冷焊機在業內叫工模具修補機。採用電阻焊原理修復模具等設備表面的磨損等缺陷。常用於工模具使用過程中產生的局部磨損、模具裂紋、模具生產過程中的切削過度、尺寸超差、稜角損傷、氣焊不足等加工缺陷。可以將不均等薄焊片（0.05-0.20mm）粘貼到工件表面，每次粘貼厚度最大等同於焊片厚度。也可以將焊粉（或加工廢屑），填充到缺陷處（如氣孔砂眼），經放電後修復。修復工件時整體上發熱很小，就可以避免傳統焊接的變形、裂紋、變色等缺點。銅鋁線：
銅線冷焊機、鋁線冷焊機又叫作冷接機、冷壓焊機、冷焊鉗等名稱。是焊接銅線、鋁線的設備。焊接的有色金屬線規格從 0.08 到 25mm 之間。
這種冷焊機是靠壓力來焊接有色金屬，不需要用電、用氣、無需加熱、也不需要用填料和焊劑，焊接起來的電線結實牢固。應用
冷焊可以用來對一切金屬以及幾乎所有的其他各種原材料進行相互連接、固定焊接和密封，硬化後和金屬一樣能車銑刨磨等等等。
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好生氣，我答到這裡才好奇打開題主給的那個鏈接……
原來自己答偏了……果然離開工科好久了……那就簡明扼要地回答一下吧，之前的我也不會刪的，反正不管 Google 還是百度都會看到這些信息的╭(╯^╰)╮。
關於飛在太空的航天器的冷焊現象
當航天器處於超高真空環境時，航天器運動部件的表面處於原子清潔狀態，無污染。而清潔、無污染金屬接觸面間原子鍵結合造成的粘接現象和金屬活動部件間面過度摩擦造成凸點處局部焊接，導致金屬撕落、轉移，並進一步造成接觸面粗糙度增加的現象，稱為冷焊效應。也就是題主說的伽利略號遇到的情況。
防冷焊
國外的冷焊試驗從環境壓力（真空度）、試件溫度、試驗接觸面的法向壓力、試驗表面光潔度污染情況以及接觸面是否有相對運動等主要影響因素進行分析；同時採用用於冷焊效應研究的環境試驗衛星進行空間冷焊試驗；在冷焊防護方面也進行了大量飛行試驗和地面模擬試驗，試驗表明三氧化二鋁、二氧化鋯、三氧化二鉻及二硫化鉬等薄膜層能有效降低金屬面間的摩擦係數，可以防止冷焊效應的發生。
（天吶，我被什麼東西附體了，居然答了這個問題。）
又及：
我原來是學航空的，要是有 15 系的同學來答就更合適啦。就醬。
END.
參考文獻：《超高真空環境冷焊與防冷焊試驗現狀與建議》 《航天器環境工程》 2008 年 第 6 期 | 汪力 閆榮鑫暈，國內通常稱為摩擦焊。。。。。就是快速運動，將兩塊材料接觸面的原子完全混合在一起，從而將材料鏈接成一體
給衛星搞板子的來湊個熱鬧順便學習一個
雖然是航空航天大學的焊接狗，卻不知道冷焊的知識真是羞愧難當。找了相關資料，僅供參考，謝謝！
在工程應用中，冷焊是一種工藝，可以加以利用，但有時也會帶來問題，比如太空中發生的冷焊現象，至於如何解決？目前可以解決一部分問題，當然並未完全解決，所以研究者們一直在努力。======
附著和冷焊 Adhesion and Cold Welding在固體和固體接觸過程中發生在表面上的物理現象實驗結果證明：軟金屬及其合金較易附著；硬金屬及其合金較難附著。即便是精密加工過的固體表面,其不平度仍在0.1μm左右；通常認為很乾凈的固體表面，實際上仍有異種物質層覆蓋著（如圖所示）。
影響附著、冷焊的因素主要是：表面清潔度、壓力負荷、接觸時間、材料性能和溫度。
一般來說，表面越清潔，接觸壓力越大，接觸時間越長，溫度越高，則越易附著或冷焊。======
什麼是「冷焊」？在地面環境中輕易不會黏合在一起的金屬塊，在高真空的太空中會像塗了黏合劑一樣粘在一起、甚至像焊在一起那樣無法分開，這就是「冷焊」現象。「天宮一號」升空之後，太陽能帆板展開機構有可能因為潤滑問題發生冷焊。此外，飛船與空間站對接時也可能發生冷焊現象。為避免金屬黏在一起，就要在地面模擬太空環境，提早發現並找到解決方法。哈工大研製的空間對接機構熱真空試驗台，利用等效質量模擬原理，實現了熱真空環境下飛船對接的全過程模擬，這是中國首次在真空罐內實現大型對接模擬試驗。不載人的「神八」與「天宮」對接前，曾在這個試驗台做了4次大型綜合測試，成功排除了冷焊現象、大溫差卡死等問題，實現並驗證了高可靠性的真空潤滑和大型複雜裝配。======分割線======出處：潤滑地飛吧！神十！附著和冷焊--物理百科知識謝邀。ipad回答，出差手頭也沒資料，僅憑記憶回答，如有疏漏還請指正。
首先原理各個回答已經說的很清楚了，不再贅述，有興趣可以翻翻國外權威的定義，基本大同小異。
主要說說空間防冷焊。這個基本上只有載荷上的運動部件才需要考慮，比如太陽翻板，比如掃描鏡，比如轉動輪之類的。而且在設計的時候如果你是太陽同步軌道以下我認為就不用考慮了，真空度沒到，高於10的-8次方之上的軌道再琢磨吧，地球同步軌道啊，拉格朗日點啊，探月啊火星啊之類的深空探測才要考慮。防冷焊其實說白了就是不讓你儀器中需要動的部分因為超高真空環境卡死了，那怎麼辦？就是合適的潤滑方式。運動部件動10的6次方左右，二硫化鉬；8次方以下，油脂；再高，油。油呢，有油蒸汽揮發，壽命又可保最長，絕對好的防冷焊，軸承理論上絕不會缺油干磨，但是揮發討厭，易弄髒儀器，光學儀器尤其討厭，國內航天很少見用，起碼五院八院都不建議用。二硫化鉬，好東西，但是轉數少，壽命相對短點，而且這玩意需要好的工藝和跑合，稍有點劇烈溫變和過度摩擦瞬間變性，直接卡死，不過現在沒啥大問題。油脂，主要是加了二硫化鉬的Foblin，八院願意用，滿足各類需求輕鬆，沒太大問題，天上風雲載荷有轉了三五年的，估計超高真空問題不大。測試冷焊時實驗不好做，帶載的真空罐一般抽不上去，機械泵加分子泵都難上-7次方，-8更困難了，得找專業的測。好幾個答案基本跑偏了，剩下的基本抄國內那幾個期刊，其實照我說，就是運動部件潤滑搞好，保證解決一切設計問題，這才是解決這個問題的本質，國內推薦看看摩擦學學報，了解下發展形勢，國外找兩個類似期刊多看看，不會是太大問題。不是特別專業，只是最近一年的工作一直在搞空間運動部件，所以斗膽說說，謝邀。謝 @芝士喵 邀，然而這個不是我專業的東西，只知道大概，不敢亂答。下面是維基百科cold welding詞條下面一小段的翻譯。
--------------------------------------------------冷焊或者接觸焊接是一種固態焊接過程。焊接的界面不需要熔化或者加熱，不產生液相或者熔融相。
冷焊在1940s首次被意識到是一種普遍的材料現象。兩個潔凈平整的相似的金屬在真空中接觸會發生強烈的粘附作用。最新發現的微米級納米級尺度下的冷焊在未來微納製造中有巨大的潛力。
Richard Feynman, The Feynman Lectures, 12-2 Friction:
這一不尋常的現象是這樣的，假如處於接觸狀態的原子都是同種類型，原子將不知道它們處在兩片不同的金屬，於是粘結在一起。當接觸區有其他原子，比如氧氣或者其他複雜成分的雜誌層，原子就會意識到它們是來自不同的部分。太空環境非常惡劣，飛行器以相當乾地面每秒7.9千米以上的高速飛行，會出現許多在地面上難以想像的問題。比如在地面環境中輕易不會黏合在一起的金屬塊，在離真空的太空中會像用了黏合劑一樣粘在一起甚至像焊在一起那樣無法分開，這就是「冷焊現象」。NASA的大量飛行試驗及地面模擬試驗表明，三氧化二鋁、二氧化鋯、三氧化二鉻及二硫化鉬等薄膜層能有效降低金屬面間的摩擦係數，防止冷焊效應的發生。經檢驗，二硫化鉬的潤滑性能最佳，拉斷力低於10psi(～6.89*10^4Pa)。因此，二硫化鉬是目前空間運動機構首選的潤滑劑及防粘接材料，取得了令人滿意的效果。
1.什麼是冷焊？
冷焊，它是現代的一種新型的焊接方式，而且是出現特殊要求下的情況。從字面意思看，冷焊與傳統的高溫焊接是想違背的，是在常溫，甚至低溫下（也就是冷焊中冷的定義），使相互分隔的物體相互粘連（可以想像高溫融化，結合在一起）
同樣，冷焊也需要它的一種粘連材料，我們稱之為冷焊劑,冷焊劑在的硬度、粘附力和強度特別高，幾乎沒有收縮率，而且可以防止許多化學作用、物理應力和機械應力等，它的另一個名稱是「液體金屬」。
2.冷焊的用途
現在，運用冷焊主要是實現連接、密封、固持、功能塗層，是冷焊當前的主要應用之一。一般的高溫焊接，由於焊接時溫度很高，不僅有損材料的強度，而且還容易變形，對於某些特殊金屬或者材料，如航天特種材料，是不能出現明顯甚至細微的變形，所以必須採用冷焊技術來進行焊接。因為它可以在常溫下進行，而且焊接時得壓力（主要是產生應力）會比較均勻地分布在全部膠面上，從而改善了金屬由於高溫焊、鉚、螺栓連接所引起的上述的材料變形問題，提高了疲勞壽命。
3.航天中的冷焊現象以及危害
在空間高真空條件下，固體表面會失去所吸附的氣體，固體表面相互接觸時便發生不同程度的粘合現象，稱為粘著。如果除去氧化膜，使表面達到原子清潔程度，在一定的壓力負荷下可進一步整體粘著，即引起冷焊。這種現象可使航天器上的一些活動部件出現故障，如加速軸承磨損、電氣活動觸點卡住、太陽電池翼伸展困難等。4.怎麼防止航天中的冷焊
1.選擇不易發生冷焊的配偶材料，如常見的三氧化二鋁，和一些其他材料如三氧化二鉻、二硫化鉬等製成的薄膜，因為其能降低金屬之間的摩擦，將其貼附在航天其上能有效降低冷焊現象。2.在接觸面上塗敷固體潤滑劑或設法補充液體潤滑劑也能降低冷焊現象。ps:對於專業防止冷焊，我也不是懂的特別多，可以上網查查相關方面的知識。我一直在查冷焊現象方面的資料，我們德國的專家說低硬度的軸和硅鋼片壓配的時候有冷焊現象，但是一直不理解,這種具體是什麼現象！能介紹一下非真空環境下冷焊現象是什麼嗎？
謝邀，第一次收到邀請，但是我真的沒做過這個啊～～坐等大神的答案(^з^)
有幸能得到邀請，但卻是鄙人對這各領域的認識幾乎就是零，所以真的不能瞎說
sorry，I have no idea.
確定有這樣的技術？材料物理狗表示完全不懂
莫非來回答的都是我大北航學渣？
對，我也是學渣......
原理么，上面說過了，我猜下原因：
一般金屬在大氣環境下，表面都會存在一層保護層——氧化物，氮化物之類的，這樣可以保證金屬與金屬之間被隔開，從而不會發生反應；而在真空狀態下，通過無數次的摩擦，勢必會將表面的保護層磨掉，而在真空環境下，表面無法再次形成保護層，從而兩個金屬便可直接接觸，從而通過以上各位說的原理，冷焊便會發生了。就這樣吧謝 @芝士喵 邀！雖然不是我的專業——金屬材料表面工程，偏向於表面改性，但是在本科學習中也涉及到一點。目前贊同最多的回答已經說的比較清楚了，我再隨便說點。冷焊和所謂的各種火焰焊手工電弧焊並不一樣，它屬於摩擦磨損的一種。具體應該算是屬於黏著磨損，當兩個袞子或兩個齒輪咬合進行運動時，由於摩擦表面的金屬可能會脫落（磨屑）。脫落後由於壓應力的作用會被黏附在兩者相接觸，擠壓的位置。從而降低工件的疲勞性能和使用壽命（這也是壓應力導致疲勞性能降低的特例，個人可能理解不到位，一般來說壓應力確實提高疲勞性能啊）為了改善冷焊，可以進行表面改形處理（不是表面改性），例如在摩擦接觸的表面每隔10微米打一個5微米深的孔，裡面填充潤滑油，可以儲存磨屑，並能夠起到潤滑作用。這也是現在研究的一個熱點。另外，巴氏合金就是表面改形處理的原始思路來源。
謝邀這個問題確實是我的專業。什麼是冷焊？冷焊簡單的來說就是在不進行提供外部熱源的條件下將兩種材料焊接在一起。最常見的冷焊就是摩擦焊，其操作過程就是將兩種材料貼在一起進行劇烈的摩擦，由於摩擦過程產生大量的熱，當突然停止兩種材料的摩擦運動的時候，兩種材料就會被焊接在一起。其原理與通常的焊接原理實質上是一致的。就是通過加熱（加壓）使兩種材料的原子結合在一起。在切削的過程中常會在前刀面和第一變形區之間產生冷焊，會形成積屑瘤。至於航天中如何避免冷焊，暫時無法解決。由於不是航天工程方向學生，請原諒。
通過使用陽極化的鋁合金來避免。
謝 @芝士喵邀請，然而這個並不屬於我專業的領域，我主要學習的是航空工程，航天方面涉獵甚少，抱歉。
作為北航學子。。。作為固體力學專業的研究生，我毫不猶豫告訴你，我不知道啊
上海生造機電設備有限公司成立於2001年致力於冷焊機技術研究及相關產品開發、製造和銷售的高新技術企業。專業生產冷焊機、不鏽鋼冷焊機、工模修補機、鑄件修補機、多功能鋁冷焊機、精密模具修補機。公司十分重視內部質量管理。未來的發展上海生造公司將立足上海，放眼全球為更多的客戶解決焊接難題。
您好，這個問題我不太懂
雖然是做了六年的機械結構設計，用到的焊接方法僅涉及到二氧化碳氣保護焊、手工電弧焊、氬弧焊，對於冷焊完全不了解。Sorry~~
就是在某一切削速度下，切屑與刀具粘在了一起，低於惑高於這個速度都不會冷焊。
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