Из анализа последних исследований, посвящённых повышению технологической прочности сварочных конструкций в условиях периодического воздействия на расплав сварочной ванны, установлена недостаточность знаний относительно формирования металла шва в условиях колебаний с частотным диапазоном до 5 Гц. В соответствии с этим, приведён анализ влияния гармонических механических поперечных колебаний сварочной ванны с частотой 2,5–4,5 Гц и амплитудой 0,003–0,007 м на формирование размера кристаллитов и структурных составляющих металла шва при автоматизированной наплавке в СО$_2$ низколегированной проволокой на конструкционную среднеуглеродистую сталь. Анализ размера кристаллитов проведён на базе контурных графиков, построенных по зависимости размера кристаллитов от параметров колебаний и параметров технологического режима: $\nu$ — частоты; $A$ — амплитуды; $V$ — скорости наплавки и $I$ — силы тока сварочной дуги. Эта зависимость является моделью, которая получена методом наименьших квадратов регрессионного анализа по плану экспериментов, построенного методом «латинских квадратов». Исследование влияния амплитудно-частотных характеристик колебаний на формирование структурных компонентов микроструктуры металла шва осуществлялось методами оптической микроскопии. Исследовано влияние амплитудно-частотных характеристик на формирование структурных компонентов микроструктуры металла шва, способствовавших повышению твёрдости металла шва, а также влияние величины размера кристаллитов на твёрдость металла шва. Важность данной работы заключается в формировании тенденций получения максимально эффективной микроструктуры сварного металла с минимальными материально-энергетическими затратами на базе простой по конструкции установки для наплавки.