高温合金薄壁波纹管主要应用在航天、航空发动机的密封装置,而GH4169高温合金薄壁管的尺寸精度和力学性能是波纹管成形的关键。根据目前的制造工业和装备水平,获取高精度和超薄壁管材成本较高,加工周期长,成品率较低,管坯性能不稳定。因此如何获取机械性能好、尺寸精度高以及成本低的薄壁管成为了一个研究重点。为提高产品品质以及批量生产时的稳定性,本文采用有限元数值模拟结合实验方法进行薄壁管成形工艺参数的优化设计,另外,本文还提出了采用焊接管坯后,进行三辊冷轧与滚珠旋压获得管坯的工艺方案,并与现有成形方案进行了对比实验研究,拟解决现有采用无缝管坯生产成本高,周期长的问题。本文以三辊轧制实际工艺为基础,建立与实际工况一致的三维弹塑性有限元模型,管材从Φ62×1.5mm轧制到Φ45.1×0.65mm,分析工艺参数如送进量、轧制速度、轧槽开口度、减薄率对轧制力的影响,通过比较不同工艺参数对轧制力的影响,优化出最终的三辊轧制工艺参数为进给比为2mm/r,减薄率15%,轧辊上的轧槽开口度为14°。并且分析三辊轧制的接触区域、三辊轧制区域剪应力、轧制力、轴向力的分布规律,进一步了解三辊轧制时管材的变形规律。通过分析管坯在变形区各阶段的变形规律,获得了凸耳的产生原因以及解决措施。有限元分析结果与实验对比具有很好的一致性。本文以滚珠旋压实际工艺为基础,建立与实际工况相近的三维弹塑性有限元模型,管材从Φ45.1×0.65mm旋压到Φ44.8×0.25mm,通过有限元模拟优化工艺参数,得到最终的工艺参数为进给比为进给比为1mm/r,减薄率为37.5%。并分析管材在滚珠旋压下的应力应变分布规律。通过分析隆起区的应力状态与受力状态,研究隆起的成因,以及不同减薄率和不同进给比对旋压成品质量的影响。研究了变形区的流动规律,了解管材的变形规律以及所处的应力状态。采取优化的工艺进行实验生产,有效地提高了产品品质的稳定性。本文通过观察管坯焊接前后的组织对比,发现焊接后的组织是柱状树枝晶组织,然后经过四道次的三辊冷轧,期间配合热处理后,管材上的焊接位置已经难以分辨,观察其金相组织发现,原始的焊缝组织完全转变为均匀组织。然后经过滚珠旋压后,管材达到成品尺寸,金相组织变得更加细小,尤其是在焊缝位置,焊缝位置比基体组织更加细小,晶粒度达到9级,成品管材的屈服强度为458.5MPa、抗拉强度为985.5MPa、断面收缩率为47.5%,无缝管坯加工得到的成品管材没有明显差别,均达到使用要求。