У роботі наведено результати дослідження лазерного вакуумного зварювання елементів теплозахисних конструкцій, виготовлених з дисперсійно-загартованих стопів підвищеної міцності Ni–20Cr–6Al–Ti–Y$_2$O$_3$. Також розглянуто конструкцію теплоізоляційних елементів, які мають комірчасту (стільникову) структуру, що складається з двох плит товщиною від 0,1 до 0,14 мм з наповнювачами всередині. Показано, що невелика товщина пластин і складність конструкції істотно ускладнюють можливість міцного з’єднання цих елементів і не дозволяють використовувати відомі методи, такі як дифузійне зварювання або вакуумне лютування. Встановлено, що альтернативою відомим методам може бути лазерне зварювання, що забезпечує задовільну міцність і надійність конструкції. Локальний нагрів у певних точках запобігає деформації деталей, що з’єднують у процесі зварювання. Використання імпульсного Nd:YAG-лазера потужністю 400–500 Вт, що працює у діапазоні частот 50–200 Гц, дозволяє проводити зварювання як з металом присадкою, так і без нього. Встановлено, що використання металу присадки практично не впливає на механічні властивості зварного з’єднання, однак значно зменшує зону розтопу та підвищує щільність зварного з’єднання. На основі одержаних результатів виявлено, що підвищення міцності з’єднання досягають за рахунок високої чистоти вакуумної камери, низького вакууму (менше 10$^{-2}$ Па) та оптимізації процесу зварювання. Доведено, що використання лазерного зварювання у вакуумі для складання елементів теплозахисних конструкцій дає можливість одержати міцніший і щільніший шов порівняно з відомими способами.