Н. Ф. Лашко и С. В. Лашко-Авакян считают, что поскольку в процессе пластической деформации выделяется теплота, вызывающая интенсификацию диффузионных процессов, то они и являются основой холодной сварки. Согласно этой гипотезе (диффузионной), приконтактные слои металла при пластической деформации могут нагреваться в результате локального роста температуры в местах выхода дислокаций довольно значительно (вплоть до плавления).
По диффузионной гипотезе не растворимые один в другом металлы нельзя соединять холодной сваркой, однако такие соединения уже получены (например, алюминий со свинцом, золото с железом). Существенное влияние на параметры сварки (в частности, на деформацию) при этом должна оказывать скорость приложения внешней нагрузки. Опыт же показывает, что изменение этой скорости даже в десятки раз к заметному изменению величины деформации, необходимой для сварки, не приводит.
Роль диффузии при сварке без нагрева довольно точно определил А. С. Гельман, указывающий, что диффузия через границу раздела при относительно низкой температуре (близкой к комнатной) возможна только после образования металлической связи и может быть не причиной схватывания, а только его следствием.
Исходя из известного факта, что каждый реальный металл покрыт пленками окислов, которые должны быть удалены из зоны соединения в процессе пластической деформации, С. Б. Айнбиндер и почти одновременно с ним английский исследователь Р. Тайлекот предложили так называемую пленочную гипотезу. С. Б. Айнбиндер отмечает необходимость удаления пленок из зоны контакта в результате значительной пластической деформации. Величину этой деформации автор определяет как соотношение пластических свойств пленки и основного металла. Так как свойства поверхностных слоев вообще можно менять, например, нанося гальванические пленки с заданными характеристиками, то и свариваемость металлов, т. е. степень их деформации, необходимую для образования прочного соединения, можно менять в довольно широких пределах.